Решение: Предельное давление диффузионного насоса

Для решения данной задачи проанализируем физические процессы, происходящие в диффузионном насосе при изменении мощности нагревателя. Вопрос: Почему предельное остаточное давление диффузионного насоса (кривая 6) сначала уменьшается, а потом возрастает с повышением мощности нагревателя? Правильный ответ: Придельное остаточное давление диффузионного насоса сначала уменьшается за счет увеличения плотности паровой струи рабочей жидкости и увеличения скорости откачки, а потом возрастает за счет повышения вероятности термического разложения масла и занос легколетучих фракций в паровую струю с повышением мощности нагревателя. Объяснение для тетради: 1. Начальный этап (уменьшение давления): При увеличении мощности нагревателя интенсивность испарения рабочей жидкости (масла) растет. Это приводит к увеличению плотности паровой струи и ее скорости. В результате захват молекул откачиваемого газа становится эффективнее, скорость откачки \(S\) растет, а предельное давление \(P_{ост}\) падает. 2. Второй этап (рост давления): При чрезмерном нагреве температура масла превышает допустимый предел. Начинается процесс термической деструкции (разложения) молекул масла на более легкие фракции. Эти легкие компоненты обладают высоким давлением насыщенного пара и плохо конденсируются, что приводит к ухудшению вакуума и росту остаточного давления. Таким образом, первый вариант ответа является наиболее полным и физически обоснованным.