Расчет шлюзовой системы

Единой методики расчета шлюзовых систем в настоящее время нет. Вместе с тем имеются данные, позволяющие выбрать число ступеней перепада давления и откачное оборудование. В принципе можно создать однокамерный шлюз, т. е. одну ступень с промежуточным давлением между атмосферным и рабочим давлением в камере, но это потребует применения мощных дорогостоящих насосов для поддержания требуемого давления в шлюзовой и рабочей камерах.

Необходимая суммарная производительность вакуумных насосов для откачки шлюзовых камер уменьшается при увеличении числа ступеней перепада давления. Оптимальной считают шлюзовую систему из трех—пяти камер, так как при большом числе насосов нарушается пропорциональность между их стоимостью и суммарной производительностью. При увеличении числа ступеней перепада давления сокращаются потребление энергии, капитальные затраты на трубы, насосы, вентили и шлюзы. Линия для производства труб позволит существенно сократить капитальные упомянутые затраты. Такая зависимость сохраняется при любой конструкции шлюзовых уплотнений. Аэродинамическое сопротивление, а следовательно, и величина газового потока через диафрагмы и щели зависят от рода течения газа, размеров и формы поперечного сечения щели (размеров диафрагмы), длины и конфигурации щелевого канала. Параметром, характеризующим тип потока, служит число Кнудсена, равное произведению характерного размера канала на среднее давление. Для воздуха при 20° С границы режимов определяются следующими условиями: к > 0,665 — вязкостный, к < 0,00665 — молекулярный, 0,00665 < к < 0,665 — молекулярно-вязкостный. Для расчета газовых потоков в шлюзовых системах применимы те же формулы, что и при расчетах вакуумных трубопроводов. Большие затруднения вызывает то, что вид течения газа в каждом щелевом канале шлюзовой системы заранее неизвестен, и кроме того, изменяется от одной камеры к другой.