Методика расчета откачной характеристики кинетического высоковакуумного насоса
3
можность выделения отдельных участков проточных частей МВН и
ТМН, характеризующихся относительно большими вероятностями
перехода молекул газа через эти участки, также позволяет провести
расчет всей проточной части с меньшими временными затратами.
В частности, при определении вероятности перехода через всю про-
точную часть МВН или ТМН со стороны нагнетания на сторону вса-
сывания (величина вероятности может быть меньше 10
−8
) для обес-
печения 10% точности расчета время счета современной персональ-
ной вычислительной машины превышает несколько лет.
Кроме того, разделение всей проточной части на отдельные
участки позволяет ввести в модель допущения и упрощенные анали-
тические зависимости без снижения точности расчета и искажения
физического смысла рабочего процесса. Так, при вычислении быст-
роты действия МВН достаточно вычислить вероятность перехода
молекул газа со стороны всасывания на сторону нагнетания, не вы-
числяя вероятность обратного перехода ввиду ее пренебрежимо ма-
лого значения, что также сокращает время расчета.
Таким образом, обобщенная упрощенная модель работы комби-
нированного ТМН включает в себя три модели: течение газа во вса-
сывающем патрубке, течение газа в проточной части ТМН и течение
газа в проточной части МВН.
Наиболее распространенная форма всасывающего патрубка пред-
ставляет собой короткий цилиндрический трубопровод. Для упроще-
ния расчета процесса течения газа в проточных частях комбиниро-
ванных кинетических насосов разработаны алгоритм и программа
расчета вероятности перехода молекул газа от входа во всасывающий
патрубок до входа в проточную часть насоса.
На рис. 1 представлена графическая иллюстрация процесса стар-
та частицы с поверхности входа из точки
A
до столкновения с по-
верхностью цилиндра в точке
B
.
При равновероятном положении точки старта на поверхности
входа координаты точки старта (
x
1
,
y
1
,
z
= 0) вычисляются с помощью
датчика случайных чисел
rnd
(1), равномерно распределенных
в интервале от 0 до 1:
x
1
=
cos
y
1
=
sin
где
=
r
rnd
(1);
= 2
rnd
(1).
Траектория частицы от точки
A
до точки
B
определяется двумя
углами —
и
1
. Угол
— угол между траекторией молекулы и нор-
малью к поверхности входа в точке
A
, совпадающей по направлению
с осью
OZ
.
