Методы расчета сложных вакуумных систем

Содержание книги "Методы расчета сложных вакуумных систем"

Введение
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Глава 2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА
2.1. Обзор методов
2.1.1. Классические аналитические методы
2.1.2. Развитие аналитических подходов в приложении к актуальным задачам вакуумной техники
2.1.3. Метод угловых коэффициентов
2.1.4. Метод эквивалентных поверхностей
2.1.5. Метод анализа газовых потоков путем решения кинетического уравнения Л. Больцмана
2.1.6. Метод Монте-Карло пробной частицы
2.2. Метод угловых коэффициентов
2.2.1. Основные понятия
2.2.2. Расчет угловых коэффициентов
2.2.3. Примеры решения задач методом угловых коэффициентов
2.3. Метод Монте-Карло пробной частицы для свободномолекулярного режима
2.3.1. Основные понятия
2.3.2. Описание общего алгоритма
2.3.3. Нахождение полярных диаграмм скоростей частиц
2.4. Нахождение пространственного распределения частиц
2.4.1. Типы угловых распределений
2.4.2. Учет времени полета частицы
2.4.3. Учет скорости частицы
2.4.4. Определение распределения концентрации и давления
2.4.5. Пример расчета параметров коаксиального трубопровода
2.5. Метод эквивалентных поверхностей
2.6. Метод балансовых уравнений
2.6.1. Аналитические соотношения
2.6.2. Расчет с помощью предложенного алгоритма коэффициента захвата крионасоса Marathon-8
Глава 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ДЛЯ АНАЛИЗА СЛОЖНЫХ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ
3.1. Реальные вакуумные системы и их классификация
3.2. Проводимость сложного трубопровода в свободномолекулярном режиме
3.2.1. Основные понятия
3.2.2. Методы расчета общей проводимости сложного трубопровода
3.2.3. Алгоритм расчета проводимости по теореме аддитивности обратной проводимости
3.2.4. Сравнение значений суммарной проводимости при ее расчетах разными методами
3.2.5. Пример расчета сложного трубопровода
3.3. Расчет характеристик откачных систем
3.3.1. Расчет проводимости и коэффициента захвата криоловушки с учетом формирующегося криослоя
3.3.2. Расчет криоловушки
3.3.3. Измененная конструкция ловушки АТ-200
3.3.4. Расчет и проектирование крионасоса
3.3.5. Анализ типовой конструкции крионасоса
3.3.6. Результаты предварительного сравнения с экспериментальными данными
3.3.7. Изменение коэффициента захвата системы по водороду в зависимости от переменных коэффициентов прилипания
3.3.8. Зависимость быстроты действия насоса от его геометрических характеристик
3.3.9. Зависимость быстроты действия от количества накопленной воды
3.3.10. Зависимость быстроты действия от количества накопленного аргона
3.3.11. Структура распределения частиц воды на экране крионасоса
3.3.12. Структура распределения частиц аргона на панелях II ступени
3.3.13. Пример расчета альтернативной конструкции насоса на основе имеющейся модели
3.3.14. Постановка задачи теплового расчета
3.3.15. Теплопритоки излучением
3.3.16. Теплота, выделяемая при конденсации
3.3.17. Теплота адсорбции
3.3.18. Теплопритоки через слой разреженного газа
3.3.19. Влияние щели в панели II ступени на ухудшение свойств теплового моста
3.3.20. Подведение итогов теплового расчета
3.4. Комплексное исследование системы откачки продуктов термоядерного синтеза ITER
3.4.1. Конструкция системы откачки
3.4.2. Расчеты быстроты действия
3.4.3. Расчеты теплопритоков через слой разреженного газа
3.4.4. Расчеты теплопритоков излучением
3.5. Анализ испытательных камер для определения характеристик откачных систем
3.5.1. Анализируемые структуры
3.5.2. Анализ характеристик потока на выходе из испытательной камеры
3.5.3. Анализ распределения давления внутри испытательных камер
Глава 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ДЛЯ АНАЛИЗА ЛОКАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ СЛОЖНЫХ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ
4.1. Расчет профилей криослоев
4.2. Зависимости для определения профилей криослоев
4.3. Влияние микрогеометрии сорбентов на сорбционные характеристики крионасосов
4.3.1. Изучение характера поверхностей разных сорбентов
4.3.2. Моделирование фрагмента поверхности
4.4. Влияние углового распределения частиц на проводимость
4.4.1. Описание метода расчетов
4.4.2. Влияние закона распределения
4.4.3. Влияние значения коэффициента прилипания
4.4.4. Выводы
4.5. Анализ криовакуумных условий в зоне вакуумной изоляции катушек тороидального поля ИТЭР
4.5.1. Физические предпосылки и методология расчета
4.5.2. Общие условия расчетов
4.5.3. Расчет проводимости патрубков WTS и лабиринтных соединений
4.5.4. Расчет распределения давления
4.5.5. Расчет фонового давления
4.5.6. W-WTS
4.5.7. WTS
4.5.8. WTS-TFC
4.5.9. WTS-TFC с увеличенным значением плотности десорбционного потока с поверхности TFC
4.5.10. Выводы
Глава 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ДЛЯ АНАЛИЗА СМЕЖНЫХ ЗАДАЧ ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ
5.1. Исследование термомолекулярного эффекта
5.1.1. Расчет для случая двух сфер, соединенных диафрагмой
5.1.2. Расчет для случая двух сфер, соединенных трубопроводом
5.1.3. Влияние геометрии и температуры
5.1.4. Выводы
Глава 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ДЛЯ СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ СЛОЖНЫХ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ
6.1. Разработка и модернизация вакуумных криогенных насосов
6.1.1. Конструкция и описание крионасосов
6.1.2. Анализ влияния геометрии экрана на его эффективность
Глава 7. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ОТКАЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕСКОНТАКТНЫХ ВАКУУМНЫХ НАСОСОВ
7.1. Общие положения
7.2. "Вакуумные" методы расчета откачных характеристик
7.3. Методы расчета, основанные на дифференциальных уравнениях, описывающих изменение параметров газа
7.4. Прямой поток в бесконтактных вакуумных насосах. Коэффициент использования рабочего объема
Глава 8. ПРОВОДИМОСТЬ ЩЕЛЕВЫХ КАНАЛОВ В ВЯЗКОСТНОМ РЕЖИМЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА
8.1. Основные типы щелевых каналов бесконтактных вакуумных насосов
8.2. Методы расчета проводимости щелевых каналов, используемые в компрессорной технике
8.3. "Вакуумные" методы расчета проводимости
8.4. Экспериментальные исследования проводимости щелевых каналов в молекулярном, переходном и вязкостном режимах
8.5. Метод расчета проводимости щелевых каналов в ламинарном режиме течения при отношениях давлений на концах, близких к единице
8.6. Проводимость щелевых каналов в ламинарном режиме при произвольных перепадах давлений
8.6.1. Математическая модель. Проверка адекватности
8.6.2. Результаты численного решения и уравнения для расчета проводимости щелевых каналов, образованных цилиндрическими стенками
8.6.3. Результаты численного решения и уравнения для расчета проводимости плоской прямоугольной щели
Глава 9. ПРОВОДИМОСТЬ ЩЕЛЕВЫХ КАНАЛОВ ПРИ МОЛЕКУЛЯРНОМ РЕЖИМЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА
9.1. Методы расчета проводимости щелевых каналов ДВН
9.2. Расчет проводимости щелевых каналов методом пробной частицы
9.2.1. Постановка задачи. Допущения. Проверка адекватности модели
9.2.2. Проводимость каналов, образованных цилиндрическими поверхностями
9.2.3. Проводимость канала, образованного эллипсом и окружностью
9.2.4. Проводимость радиального канала ДВН с подрезкой головки ротора
9.2.5. Проводимость межроторных каналов ДВН
Глава 10. ПРОВОДИМОСТЬ ЩЕЛЕВЫХ КАНАЛОВ ПРИ МОЛЕКУЛЯРНО-ВЯЗКОСТНОМ РЕЖИМЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА
Глава 11. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПРОВОДИМОСТИ КАНАЛОВ БЕСКОНТАКТНЫХ ВАКУУМНЫХ НАСОСОВ
Глава 12. УЧЕТ ПОДВИЖНОСТИ СТЕНОК КАНАЛОВ ПРИ РАСЧЕТАХ ОБРАТНЫХ ПЕРЕТЕКАНИЙ В БЕСКОНТАКТНЫХ ВАКУУМНЫХ НАСОСАХ
12.1. Учет подвижности стенок каналов при молекулярном режиме течения газа
12.1.1. Общие положения
12.1.2. Проводимости радиальных каналов ДВН с окружным профилем ротора
12.1.3. Проводимости радиальных каналов ДВН с подрезкой ротора
12.1.4. Проводимости радиальных каналов ДВН с эллиптическим профилем ротора
12.1.5. Проводимости межроторных каналов ДВН
12.1.6. Проводимости торцевых каналов ДВН с движущимися стенками
12.2. Учет подвижности стенок каналов при молекулярно-вязкостном и вязкостном режимах течения газа
Глава 13. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПРЯМОГО СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ
13.1. Введение
13.2. Общее описание метода и алгоритма
13.3. Физические модели. Расчетные процедуры
13.3.1. Столкновение частиц
13.3.2. Определение количества столкновений в ячейке
13.3.3. Перенумерация молекул
13.4. Особенности применения метода ПСМ в вакуумной технике
Литература