Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана Баумана Разработка быстродействующего высоковакуумного натекателя с блоком управления и исследование динамических характеристик вакуумной системы Научный руководитель: к.т.н., доцент Невшупа Р.А. Научный консультант: аспирант Савранский В.В.
16
Embed
Научный руководитель: к.т.н., доцент Невшупа Р.А. Научный консультант: аспирант Савранский В.В.
Разработка быстродействующего высоковакуумного натекателя с блоком управления и исследование динамических характеристик вакуумной системы. Научный руководитель: к.т.н., доцент Невшупа Р.А. Научный консультант: аспирант Савранский В.В. Актуальность работы. - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. БауманаМосковский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана
Разработка быстродействующего высоковакуумного натекателя с блоком
управления и исследование динамических характеристик вакуумной
системы
Научный руководитель: к.т.н., доцент Невшупа Р.А.
Научный консультант: аспирант Савранский В.В.
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Актуальность работы
- Проведение анализа быстропротекающих процессов газовыделения в вакууме (газовыделение при трении, система диагностики, технологические процессы, и др.)
- Учет влияния динамики вакуумной системы
- Проверка математических моделей
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Цель работы
Разработка быстродействующего высоковакуумного натекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Задачи:
1. Разработать натекатель, способный напускать газ в вакуумную камеру в виде коротких импульсов прямоугольной формы.
2. Провести серию экспериментов с напуском газа в вакуумную камеру для проверки модели.
3. Провести анализ полученных экспериментальных данных и сравненить их с созданной ранее математической моделью.
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Виды натекателей
На данных чертежах представлены схемы наиболее распространённых натекателей: слева – тарельчатый натекатель, в середине – игольчатый натекатель, справа - пьезонатекатель.
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Экспериментальные исследованияИсследование динамики вакуумной системы. Оборудование
Схема установки для измерения быстроты откачки методом постоянного давления: 1-откачиваемая камера; 2-бюретка; 3-вентиль(натекатель); 4-вакууметр; 5-магниторазрядный насос;
V1
V2
V3
V4
PC
12 5
6
9
8
1 0
7
4
3
1 3
1 2
11
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Экспериментальные исследованияИсследование динамики вакуумной системы.
Измерение быстроты откачки.
S=Kб.nt/(p.t)
Где S-быстрота откачки; nt-количество делений, на который поднялся уровень масла за время t; p-давление в вакуумной камере; Кб-коэффициент бюретки, который измеряется по следующей формуле:
Kб=pатм.V1
где pатм-атмосферное давление; V1-объём одного давления.
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Экспериментальные исследованияИсследование динамики вакуумной системы.
Измерение быстроты откачки.Давление в вакуумной системе, 10-3Па
Постоянная времени, с 0,53 0,60 0,72 0,61 0,65 0,55 0,58 0,51
1,0 1,5 2,0 2,5 3,00
20
40
60
80
100
S, l/s
p, 10-3 Па
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Экспериментальные исследованияИсследование динамики вакуумной системы. Схема вакуумной
системы.
V1
V2
V3
V4
PC
12 5
6
9
8
1 0
7
4
3
1 3
1 2
11
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Экспериментальные исследования Напуск сухого воздуха.
1 ,5
2
2 ,5
3
0 5 0 1 0 0 1 5 0
р u
А
р (
10П
а)-3
Up
z
t (с )
р m a x
р m in
Изменение давления при регулируемом напуске сухого воздуха как функции длительности импульса b для значений b=0,5; 4; 8; 15 с, при постоянном периоде Т=16 с.
а)
б)
Изменение давления в вакуумной системе при напуске импульсов газа
Управляющие импульсы пьезонатекателя, соответствующие импульсам газовыделения
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Математическая модель
VSb /
VSTT t /
1)/exp(
)/exp(
1)/exp(
1)/exp(
VbS
VST
VST
VbSA t
t
А-амплитуда; - безразмерный аналог b (длительность импульса); Т- безразмерный аналог Тt(период между пиками).
0 5 1 0 1 5
0 , 2
0 , 4
0 , 6
0 , 8
1 , 0
A
b (c )
Т
b
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы
Выводы
• Разработан пьезонатекатель с системой управления для импульсной подачи газа в вакуумную камеру, который показал хорошую работоспособность.
• Экспериментально методом постоянного давления была определена быстрота откачки в диапазоне давлений от 1 до 3*10-5 Па, которая составила 71 л/с.
• Проведены экспериментальные исследования, которые в целом подтверждают выдвинутые ранее теоретические предположения о поведении давления при импульсном газовыделении в
зависимости от изменения длительности импульса.
Разработка быстродействующего высоковакуумного пьезонатекателя и исследование динамических характеристик вакуумной системы