6.1.1 Размеры насосов и откачных труб

Из-за низкой упругости пара гелия в субкельвиновой температурной области необходимо использовать насосы и откачные трубы соответствующих размеров, чтобы циркулировало требуемое количество 3Не. Рассмотрим, что нам требуется для поддержания температур 0,5 или 0,3 К. При этих температурах упругость пара 3Не, соответственно, около 0,2 мбар и 2 мкбар. Давление в 0,2 мбар может обеспечиваться механическим насосом, в то время как для получения давления 2 мкбар требуется сочетание масляного диффузионного насоса и механического насоса. Мы увидим, что очень часто ограничения по давлению связаны не с насосом, а скорее с откачными трубами.

Пусть нам требуется холодопроизводительность 1 мВт. Для этого нужна скорость испарения

for_01_06_01

При указанных выше давлениях объемная скорость потока должна быть, соответственно, 15 м3 газа в час и 1500 м3 газа в час. Такие скорости можно легко получить с помощью, соответственно, механического и диффузионного насоса. А что можно сказать относительно трубопроводов? Проводимость трубы L [м3/ч] для ламинарного потока выражается как

for_01_06_02

где d — диаметр [см], l — длина [см] и Р — среднее давление [мбар]. Тогда мы находим, что нам нужны откачные трубы диаметром соответственно 3 и 10 см при длине в несколько метров. Откачная труба диаметром 10 см очень громоздка, и предпочтительнее следует попытаться понизить телоприток к системе 3Не до величин меньше 1 мВт, если требуются температуры ниже 0,5 К. Внутри криостата диаметр откачной трубы может быть уменьшен в соответствии с температурным распределением, потому что плотность испаряющегося газа увеличивается при понижении температуры, а скорость циркуляции n везде одинакова [6.4,14].

 

View one comment on “6.1.1 Размеры насосов и откачных труб

Comments are closed.