Материал излагается в основном применительно к технике откачки и вакуумной обработки электровакуумных приборов и сопровождается задачами и практическими примерами. Приводится также ряд сведений по вакуумтехническим вопросам, не связанным непосредственно с производством электровакуумных приборов.
Книга рассчитана на студентов техникумов, а также может служить пособием для работников, имеющих дело с вакуумной техникой.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Первые успехи вакуумной техники тесно связаны с разработкой я^производством электровакуумных приборов; в дальнейшем ее достижения стали находить лгир'сжое применение и во многих других областях промышленности и науки. Вакуумная техника развивалась в крупную специальную дисциплину, и ее преподавание в технических учебных заведениях без систематического учебного курса представляло большие затруднения, особенно в техникумах, связанных -с электровакуумным производством.
Вышедшее в 1950 г. первое издание «Основ вакуумной техники» для техникумов было первым опытом по составлению такого учебника.
Во втором издании (1953 г.) были учтены указания читателей 'и был внесен ряд дополнений во все основные разделы книги; глава «Элементы расчета вакуумных систем» была переработана в сторону облегчения изложения.
В третьем издании (1957 г.) помимо некоторой переработки материала книги были внесены дополнения в виде описаний конкретных образцов насосов, манометров, течешжателей « других приборов, 'выпускаемых нашей .промышленностью, а также дополнения, относящиеся к последним достижениям техники высокого вакуума.
В связи с этим пришлось несколько увеличить объем книги, что в некоторых случаях выходило за пределы программы для электровакуумных техникумов, однако все вопросы программы нашли в книге свое освещение.
Четвертое издание (1958 г.) было фактически перепечаткой третьего (после небольших исправлений и устранения замеченных опечаток).
За шестилетний 'период, прошедший после четвертого издания, вакуумная техника получила чрезвычайно большое развитие. Достаточно упомянуть хотя бы о том, что нижний предел достигаемых и измеряемых давлений был продвинут на несколько порядков в область сверхвысокого вакуума; стало широко доступным измерение крайне низких парциальных давлений оста-' точных газов, и т. д. Естественно, что в связи с обилием нового материала книга еще несколько увеличилась в объеме.
Кроме того, сохраняя за книгой ее основное назначение— служить делу подготовки кадров для электровакуумной промышленности — автор не счел необходимым при изложении материала замыкаться во всех случаях в рамках потребности только электровакуумного производства; ведь если в результате изучения вакуумной техники будущий работник электровакуумной промышленности будет иметь более широкий кругозор, то это только послужит на пользу делу.
В заключение автор приносит искреннюю благодарность проф. Р. А. Нилендеру за ценные замечания и большую помощь, оказанную при выпуске всех изданий настоящей книги; автор сохраняет также чувство благодарности М. И. Меньшикову, К. А. Савишжому и В. И. Кузнецову, а также Б. С. Данилину 'за ценные советы по некоторым разделам книги. Наконец, автор хотел бы здесь поблагодарить своих многочисленных товарищей по Московскому электроламповому заводу за полезное сотрудничество и общение с ними при решении многих вакуумтехнических задач.
Автор вновь обращается -к читателям с просьбой сообщить (на адрес издательства) свои замечания о всех недостатках и упущениях, имеющихся в книге.
Автор
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие*......................... 3
Введение.......................... °
Часть I ^ Физика разреженных газов
Глава первая. Газовые законы........*..... 11
1-1. Уравнение состояния идеальных газов. . •..... 11
1-2. Законы идеальных газов . .............. 13
Задачи.....•.............'. . . . 15
1-3. Понятия «газ» и «пар»................ 16
1-4. Испарение и конденсация.............. 17
1-5. О применимости газовых законов к парам...... 18
1-6. Давление насыщенных паров в вакуумной системе,
температура отдельных участков которой неодинакова 19
Задачи....................... 21
Глава вторая. Элементы кинетической теории газов ... 22
2-1. Тепловое движение молекул (атомов)........ 22
2-2. Давление и уравнение состояния газов с точки зрения
кинетической теории . . •.............. 24
2-3. Закон распределения молекул газа по скоростям ... 25 2-4. Число молекул газа, ударяющихся в единицу поверхности стенки в единицу времени, и приходящийся на
это число молекул объем газа............ 28
Задачи....................... 29
Глава третья. Важнейшие свойства газов в зависимости
от степени вакуума . . . •.............. 29
3-1. Средняя длина свободного пути........... 29
3-2. Степени вакуума •...............• . . 32
3-3. Путь молекул газа при тепловом движении..... 34
3-4. Скорость испарения и поток газа.......... 36
3-5. Диффузия газов................... 37
5
3-6. Теплопроводность газов............... 39
3-7. Внутреннее трение газов.............. 43
Задачи......'.................. 46
Глава четвертая. Теоретические основы процесса отг
качки ......................... 46
4-1. Понятие о процессе откачки вакуумной системы ... 46 4-2. Быстрота откачки объекта и быстрота действия насоса ......................... 47
4-3. Поток газа ..................... 48
4-4. Сопротивление и пропускная способность вакуумпро-
вода......................... 49
4-5. Основное уравнение вакуумной техники....... 51
Ч а с т ь II Техника получения вакуума
Глава пятая. Общие сведения..........: . . . . 53
5-1. Значение техники получения вакуума........ 53
5-2. Характеристика современных способов получения
вакуума....................... 56
5-3. Параметры вакуумных насосов...........j . 57
Глава шестая. Механические насосы........... 62
6-1. Вращательные масляные насосы (простые)...... 62
6-2. Вращательные масляные газобалластные насосы .... 86
6-3. Герметичные вакуумные насосы........... 95
6-4. Многопластинчатые насосы.............. 98
6-5. Жидкостно-кольцевые насосы............. 100
6-6. Двухроторные насосы................ 101
6-7. Молекулярные насосы................ 108
Глава седьмая. Пароструйные насосы.....•...... 115
7-1. Предварительные сведения.............. 115
7-2. Парортутные насосы................. 116
7-3. Паромасляные насосы.............• • • 131
7-4. Параметры пароструйных насосов . •........ 147
7-5. Практические замечания по работе с пароструйными
насосами...................... 158
7-6. Способы уменьшения обратного потока пара рабочей
жидкости . . .................... 161
7-7. Струйные насосы для грубого разрежения...... 169
Глава восьмая. Ионные насосы.............. 172
8-1. Принцип действия.................. 172
8-2. Металлические ионные насосы............ 173
6
Глава девятая'. Взаимодействие между твердыми телами
и соприкасающимися с ними газами......... 175
9-1. О поглощении и выделении газов твердыми телами . . 175
.. 9-2. Виды поглощения . •................ 176
9-3. Факторы, способствующие поглощению газов твердыми
телами....................... 181
9-4. Примеры взаимодействия между активными газообразными веществами и твердыми телами........ 183
9-5. Необходимость обезгаживания в технике получения
вакуума...................• ... 188
9-6. Способы обезгаживания различных материалов .... 189 Глава десятая. Физико-химические и криогенные методы
получения вакуума.................. 205
10-1. Поглотители для электровакуумных приборов .... 205 10-2. Насосы, работающие на физико-химическом и криогенном связывании газов.............. 230
Часть III Техника измерения вакуума
Глава одиннадцатая. Манометры . •.......«... 248
11-1. Общая характеристика . . •............ 248
11-2. U-образные манометры.............. 250
11-3. Деформационные манометры. . ".......... 255
11-4. Компрессионный манометр............. 257
11-5. Тепловые манометры................ 271
11-6. Ионизационные манометры............. 280
11-7. Измерение вакуума в готовых электровакуумных
приборах .............• . . . • . . . 290
11-8. Радиоактивный манометр (альфатрон)....... 291
11-9. Магнитные электроразрядные манометры...... 293
11-10. Оценка вакуума по свечению при электрическом
разряде в газе.................. 301
Глава двенадцатая. Измерение парциальных давлений 303
12-1. Масс-спектрометр с магнитным,разделением ионов. . 303
12-2. Омегатрон....................-307
' 12-3. Фарвитрон..................... 309
12-4. Топатрон...................... 311
Ч а с т ь IV Вакуумные системы
Глава тринадцатая. Устройство вакуумных систем . . . 314
13-1. Основные требованияк вакуумным системам..... 314
7
13-2. Основные материалы для вакуумных систем я способы
их соединения..................•_ 315'
13-3. Некоторые детали вакуумных систем........345
13-4. Вакуумные уплотнители............. . 350
13-5. Виды вакуумных систем ... •..........354
Глава четырнадцатая. Течеискание............388
14-1. Количественная оценка течи.............388
14-2. Методы течеискания................ 391
Глава пятнадцатая. Элементы расчета вакуумных систем.......................... 408
15-1. Условие возможности расчета вакуумных систем 408
15-2. Расчет быстроты откачки объекта.........410
15-3. Режимы течения газа по трубке..........413
15-4. Расчет пропускных способностей длинных трубок при
различных режимах течения газа..........416
15-5. Критерии выбора формулы для вычисления пропускной способности трубки............419
15-6. Пропускная способность отверстия.........424
15-7. Расчет пропускной способности сложного вакуум-провода......................427
15-8. Расчет пропускных способностей коротких трубок^ 428
15-9. Примеры расчета пропускных способностей.....430
15-10. Расчет длительности откачки...........434
15-11. Расчет ограничителей газового потока.......440
15-12. Расчет разбавления остаточного газа промывочным
газом...................... . 444
Глава шестнадцатая. Вакуумная гигиена.........445
16-1. Предмет вакуумной гигиены и ее значение . . . '. . 445
16-2. Основные требования вакуумной гигиены......446
16-3. Специальные технологические требования вакуумной
гигиены......................448
Приложения.................... _ 450~
Литература........................'. 456
Алфавитный указатель.................... 462
ВВЕДЕНИЕ
Слово «вакуум» буквально (в 'переводе с латинского) значит «пустота». В науке и технике иод вакуумом понимается состояние газа, характеризующееся давлением ниже атмосферного.
Техника получения и измерения вакуума, устройство и расчет вакуумных систем составляют главное содержание специальной дисциплины, носящей название «вакуумная техника».
В специальную дисциплину вакуумная техника развилась в тесной связи с развитием производства электровакуумных приборов. Первый электровакуумный прибор — электрическая лампа накаливания (с угольным стержнем) —был создан русским ученым А. Н. Лодыгиным (1873 г.). Явления, связанные с изучением физических свойств вакуумных ламп накаливания, привели к открытию термоэлектронной эмиссии из накаленных проводников (Т. А. Эдисон, 1883 г.); фотоэлектрического эффекта (А. Г. Столетов и Г. Герц, 1887 г.). Дальнейшие исследования привели к разработке того многочисленного ассортимента электронных и ионных приборов, без которых было бы невозможно бурное развитие радиотехники, не было бы замечательных достижений электроники, ядерной физики, были бы невозможны космические полеты и освоение космоса.
Все это было достигнуто благодаря тем усовершенствованиям, которые своевременно вносились и продолжают вноситься в вакуумную технику. Так, были усовершенствованы механические насосы, изобретены насосы, работающие на новых принципах, изучены явления, связанные с .взаимодействием твердых тел с окружающими их газами, разработаны манометры, позволяющие измерять «раине низкие давления газов, течеиокатели
Цена: 300руб.
