Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Томский государственный университет систем управления и
радиоэлектроники»
Кафедра электронных приборов
Основы вакуумных технологий
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОВОДИМОСТИ ВАКУУМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ
Методические указания к лабораторной работе для студентов направления
210100.62 – Электроника и наноэлектроника
2013
621.5 О-662
УДК 621.52(076.5)
Орликов, Леонид Николаевич.
Исследование проводимости вакуумных коммуникаций = Основы вакуумных технологий: методические указания к лабораторной работе для студентов направления 210100.62 – Электроника и наноэлектроника / Л. Н. Орликов; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Кафедра электронных приборов. - Томск : ТУСУР, 2013. - 14 с.
В данной работе на основании данных по расходу газа, давлениям, длине свободного пробега молекул проводится оптимизация одного параметра - проводимости. В общем случае задача сводится к генератору задачи, решаемой относительно требуемых параметров. Такие задачи без применения ЭВМ решать не представляется возможным. Кроме того, богатый математический аппарат вакуумной техники позволяет поддерживать системность в общении с компьютером, независимо от стартового уровня знаний в области.
В ходе выполнения работы у студентов формируется способность строить простейшие физические и математические модели приборов, схем, устройств и установок электроники и наноэлектроники различного функционального назначения, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования (ПК-19)
Пособие предназначено для студентов очной и заочной форм, обучающихся по направлению 210100.62 – Электроника и наноэлектроника по курсу «Основы вакуумных технологий».
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Кафедра электронных приборов
УТВЕРЖДАЮ Зав.кафедрой ЭП
_____________С.М. Шандаров «___» _____________ 2013 г.
Основы вакуумных технологий
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОВОДИМОСТИ ВАКУУМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ
Методические указания к лабораторной работе для студентов направления 210100.62 – Электроника и наноэлектроника
Разработчик
д-р техн. наук, проф.каф.ЭП
________Л.Н.Орликов
________2013 г
2013
|
|
2 |
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
||
1. |
Введение |
|
|
|
3 |
2. |
Теоретическая часть |
|
|
3 |
|
2.1. Режимы течения газа |
|
|
3 |
||
2.2. Критерии подобия течения газов |
|
|
4 |
||
2.3. Сопротивление течения, проводимость |
|
5 |
|||
2.4. Контрольные вопросы |
|
|
5 |
||
3. |
Экспериментальная чисть |
|
|
6 |
|
3.1. Вакуумное оборудование |
|
|
6 |
||
3.2. Измерительное оборудование |
|
|
7 |
||
3.3. Порядок работы на установке |
|
|
7 |
||
3.4. Задание по экспериментальной части |
|
8 |
|||
4. |
Расчетная часть |
|
|
|
9 |
4.1. Методика обработки результатов эксперимента |
9 |
||||
4.2. Расчетные |
соотношения |
для |
откачки |
через 9 |
|
трубопровод |
|
|
|
|
|
4.3. Соотношения для расчета параметров откачки |
10 |
||||
4.4. Задание по расчетной части |
|
|
11 |
||
5. |
Содержание отчета |
|
|
11 |
|
Рекомендуемая литература |
|
|
11 |
||
3
1 ВВЕДЕНИЕ
Внастоящее время наука и техника испытывает острую нужду в передовых наукоемких технологиях, примером таких технологий могут быть электронно-ионные технологии с применением ЭВМ. Применение ЭВМ упрощает не только процесс управления оборудованием, но также помогает анализировать эффективность применяемых в производстве оборудования, кадров, приемлемость математического аппарата. С применением ЭВМ появляются новые точки зрения на протекание явлений и новые выводы по влиянию одних параметров на другие.
Вподавляющем большинстве технологических процессов, средой для прохождения электронов и ионов является вакуум. Наука о вакууме довольно многогранна, однако до сих пор описание технологических процессов основано на экспериментальном материале.
При проведении исследования проводимости вакуумных коммуникаций исследователю приходится иметь дело с большим количеством данных, каждое из которых зависит от других. В данной работе на основании данных по расходу газа, давлениям, длине свободного пробега молекул проводится оптимизация одного параметра - проводимости. В общем случае задача сводится к генератору задачи, решаемой относительно требуемых параметров. Такие задачи без применения ЭВМ решать не представляется возможным. Кроме того, богатый математический аппарат вакуумной техники позволяет поддерживать системность в общении с компьютером, независимо от стартового уровня знаний в области ЭВМ.
Входе выполнения работы у студентов формируется способность строить простейшие физические и математические модели приборов, схем, устройств и установок электроники и наноэлектроники различного функционального назначения, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования (ПК-19).
2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Режимы течения газа
В вакуумной технике различают несколько режимов течения газа:
1)турбулентные режимы: турбулентный, инерционный, инерционновязкостный);
2)ламинарные режимы: вязкостный, молекулярно-вязкостный, молекулярный, свободно-молекулярный.
В самом начале процесса откачки при атмосферном давлении в камере реализуется турбулентный режим течения газа, характеризующий хаотическое нерегулярное вихревое движение газовых масс. При этом давление в каждой точке вакуумной системы носит пульсирующий нестационарный характер.
При постепенном уменьшении давления поток газа приобретает инерционный характер. Такое движение газа свойственно при напусках газа в