Вязкостный поток
Cтраница 3
 |
Зависимость состава двухкомпонентной газовой смеси от давления. [31] |
В приведенном выражении отсутствует член, зависящий от молекулярного веса. Это означает, что в вязкостном потоке нет эффекта фракционирования. [32]
Более того, переход зависит от произведения Р, но не от давления или объема протекающего газа в отдельности. С другой стороны, переход от вязкостного потока к молекулярному зависит только от давления. [33]
Недостатком предложенной методики является ограниченный диапазон дисперсности измеряемых порошков, так как указанный метод применим лишь при соблюдении условия G Связ Gc. При проницании высокодисперсных порошков в общем потоке газа помемо вязкостного потока со скольжением возможно появление молекулярного потока. [34]
Нир и др. в работе [41] рассмотрели переходную область газового потока и для расширения диапазона давления, в котором сохраняется вязкостный поток перед сужением, ввели капиллярную трубку. Экспериментально подтверждено, что даже в сужении, рассчитанном на вязкостный поток, в некоторой области давлений наблюдается фракционирование. Это объясняется тем, что вязкостный поток охватывает только часть канала сужения. По мере снижения давления в сужении поток газа постепенно становится молекулярным, в результате чего во второй части канала появляется градиент концентрации. Затем градиент концентрации, возникший в сужении из-за обратной диффузии, распространяется к началу сужения и при сравнимых скоростях диффузии и потока газа может охватить пространство, примыкающее к сужению. [35]
На рис. 6 - 115 приведена кривая зависимости величины пропускной способности Q в зависимости от диаметра отверстия d; эта кривая построена на основании расчетных данных с помощью приведенного выше уравнения. На графике приведены также кривые, соответствующие чисто молекулярному и чисто вязкостному потоку. [37]
Таким образом, очевидно, если для вымораживания паров применяется охлаждаемая ловушка в области давлений вязкостного потока, то система должна быть сконструирована таким образом, чтобы заставлять газ протекать вблизи возможно большей части охлаждаемой поверхности. [38]
Такой результат, конечно, и следовало ожидать, так как это означает, что предельное давление в объеме такое же, как и предельное давление насоса, в то время как быстрота откачки при давлениях, значительно превышающих предельное, определяется из обычного соотношения, которое предполагает, что насос с быстротой откачки Sp соединен последовательно с сопротивлением Z. Соотношения, полученные в этом параграфе, применимы как к молекулярному, так и к вязкостному потоку, ибо они основываются только на предположении, что поток Q PV постоянен во всей вакуумной системе. Сравнение формул (1.72) и (1.33) показывает, что в области молекулярного потока насос эквивалентен диафрагме с последовательно присоединенным сопротивлением даже в тех случаях, когда давление близко к предельному. Это также справедливо в области вязкостного потока, если только давление Рй в уравнении (1.29) ниже критического. [39]
Известно, что любое дифференциальное уравнение или их система дает математическую характеристику всего класса явлений, к которому они относятся. Например, уравнение теплопроводности описывает процесс передачи тепла в любой среде при различных условиях или же уравнение Навье-Стокса описывает любое неустановившееся движение вязкостного потока. Чтобы уравнение удовлетворяло какому-либо частному случаю, необходимо учесть конкретные особенности рассматриваемого явления. Это можно сделать, задав дополнительно к уравнению конкретные величины, которые выделяют частное явление из всего класса однородных явлений. Эти дополнительные условия, позволяющие выделить из всего класса явлений одно конкретное, называются условиями однозначности. [40]
Элементарные расчеты показывают, что применяемые в настоящее время парортутные насосы могут обеспечить полную откачку всех выделенных газов менее чем за одну минуту. При этом необходимо иметь в виду, что высоковакуумная линия должна быть изготовлена из труб большого сечения, так как их проводимость при вязкостном потоке пропорциональна четвертой степени радиуса, а при молекулярном потоке - третьей степени радиуса. [41]
Иногда для защиты стекла от загрязнения применяются конструкции гляделок, в которых стекло отделено от рабочей камеры печи диафрагмой, имеющей небольшое отверстие. В объем между стеклом и диафрагмой подается аргон в настолько ничтожном количестве, что он не может заметно ухудшать вакуум в печи, вместе с тем наличие вязкостного потока аргона через диафрагму: не дает испаряющимся частицам из печи попасть на стекло. Недостатком этих гляделок является то, что наблюдение через них можно вести только с применением специальных оптических систем, так как непосредственное наблюдение затруднено из-за малого диаметра диафрагмы. Известны конструкции изделия с вращающимся перед стеклом ребристым ротором, защищающим стекло от загрязнения, однако пока еще они сколько-нибудь значительного распространения не получили. [42]
Для вязкостного режима, где течение газа определяется другими соотношениями, более точной линией охлаждения пара будет не изобара, а политропа. Но и здесь определяющим фактором является мас-сообмен, так как энергия фазового превращения несравнимо больше той энергии, которой могут обмениваться соударяющиеся молекулы пара при их движении в вязкостном потоке. Из этого факта следует, что изменение температуры пара в определенном диапазоне давлений мало влияет на скорость процесса конденсации. [43]
При диаметре насоса Н-5 около 16 см турбулентный поток в указанных условиях возникнуть не может. Все иные вакуумные системы установок для тепловой микроскопии снабжены насосами меньшей производительности и работают вне области существования турбулентного потока. В трубопроводе круглого сечения вязкостный поток воздуха при 20 С в условиях среднего давления Р будет наблюдаться только в том случае, если PD 500 х X 10 - 3 мм рт. ст. см. Когда значение PD 15 - Ю 3 мм рт. ст. см, поток будет молекулярным. Переход от вязкостного потока к молекулярному происходит постепенно в интервале давлений, изменяющихся почти в 50 раз. [44]
Нир и др. в работе [41] рассмотрели переходную область газового потока и для расширения диапазона давления, в котором сохраняется вязкостный поток перед сужением, ввели капиллярную трубку. Экспериментально подтверждено, что даже в сужении, рассчитанном на вязкостный поток, в некоторой области давлений наблюдается фракционирование. Это объясняется тем, что вязкостный поток охватывает только часть канала сужения. По мере снижения давления в сужении поток газа постепенно становится молекулярным, в результате чего во второй части канала появляется градиент концентрации. Затем градиент концентрации, возникший в сужении из-за обратной диффузии, распространяется к началу сужения и при сравнимых скоростях диффузии и потока газа может охватить пространство, примыкающее к сужению. [45]
Страницы: 1 2 3 4