Почему падает скорость откачки диффузионного насоса при высоком давлении?

Для решения данного вопроса проанализируем работу диффузионного насоса при предельных нагрузках. Вопрос: Почему падает скорость откачки диффузионного насоса в области высокого давления? Правильный ответ: Разрушается паровая струя. Объяснение для записи в тетрадь: Диффузионный насос эффективно работает только тогда, когда паровая струя, выходящая из сопла, имеет четкую форму и высокую скорость, достаточную для переноса молекул газа. 1. Механизм процесса: При повышении давления в откачиваемом объеме плотность газа становится соизмеримой с плотностью пара в струе. Молекулы газа начинают оказывать сильное сопротивление движению пара. 2. Разрушение струи: Из-за большого количества столкновений с молекулами газа паровая струя теряет свою направленность, "размывается" и тормозится. Она перестает перекрывать все сечение насоса и эффективно толкать газ к форвакуумному выходу. 3. Последствия: Как только структура струи нарушается, резко падает коэффициент захвата молекул газа, и скорость откачки \( S \) стремится к нулю. Это критическое давление называется максимальным выпускным давлением. Если его превысить, насос "захлебывается". Условие стабильности струи можно выразить через соотношение давлений пара \( P_p \) и газа \( P_g \): \[ P_p \gg P_g \] Когда это условие перестает выполняться, происходит разрушение струи.