本文用蒙特卡洛法计算HIRFL-CSR 钛升华泵对于不同气体吸附系数在分子流条件下的吸附概率,并分析了挡板的形状、位置设置对于吸附概率的影响。通过实验测试,发现HIRFL-CSR 钛升华泵对H2的抽速与计算值接近,证明用蒙特卡洛法模拟计算、设计钛升华泵是可行的。

         图2 是HIRFL-CSR钛升华泵的平面挡板直径为<120 mm、挡板位置在HIRFL-CSR钛升华泵的泵口上方145mm 条件下吸附系数与吸附概率的关系曲线。吸附系数减小时,气体分子在泵内反射次数增多,因而反射出泵口的概率增大。对H2 ,吸附系数为0.07 ,吸附概率为0.385。根据泵口短管(&lt;200mm ×90mm)对H2的流导可求得该钛升华泵对H2的抽速为5300L/s。

         图3 是HIRFL-CSR钛升华泵的平面挡板直径为<120mm、挡板位置距泵口的距离变化与吸附概率的关系曲线。考虑到该钛升华泵主要是抽除H2 ,故吸附系数取为0.07。挡板距泵口距离变化的同时,钛膜的面积也随之变化。离泵口远时,泵体圆筒壁处于挡板的阴影部分增大,因而减小了钛膜的面积。这样,分子在泵体内反射的次数增多,飞出泵口的概率也增大,所以吸附概率减小了。

         图4 所示曲线是把挡板分成2 部分,中间部分为一直径<80 mm 的圆盘a ,另一部分为外径<120 mm、内径<80 mm 的圆环b。将圆环b 距泵口的距离固定为145 mm ,改变圆盘a 距泵口的距离,计算H2吸附概率的变化。从图4 的计算结果表明,圆盘a 位置的变化对于H2吸附概率的影响仅为5 %左右,因此挡板也可以做成环形。

         图5 下图曲线拟合是把档板划分3 个矩形,矩形与正等轴测图的仰角为θ,估算θ从0～45°转化时对H2粘附概率计算的决定。从图5 下图的效果可見,矩形角度看的转化对抽速的决定也很粗。充分依赖于实际上的app时生产制造、重新安装利于,基性岩在档板上的钛膜更易除垢等条件,故选取了正等轴测图档板(θ为0°) 。

         钛升华泵在超高真空条件下,当给定温度时,对一定气体的抽速与压力无关。实验也证明,在很大压力范围内(10 - 4～10 - 9Pa) 对H2抽速几乎没有变化 。因此,只需测量某个压力下的H2抽速即可。单独测量钛升华泵抽速比较困难,作者采用了图6 所示的钛升华泵抽速测试系统。

 

图6 　钛凝炼泵抽速测试英文软件系统关心图

1. 钛升华泵; 2. 溅射离子泵(330 L/s) ; 3. 真空盒;4. 真空规管(IE514) ; 5. 抽速测试罩; 6. 小孔(<15) ; 7. 微调送气阀; 8. 隔断阀; 9. 涡轮分子泵(550 L/s) ; 10. 前级干泵(4 L/s) 。

         钛升华泵和溅射离子泵分别接在矩形盒下部,矩形盒上部接ISO 标准测试罩。实测时先测量溅射离子泵的抽速,再测出溅射离子泵与钛升华泵同时工作时的抽速,将两者之差作为钛升华泵的抽速。用此方法测出在10-9Pa 时对H2抽速为5200L/s ,与计算结果5300L/s 相差约2%。使用这种简易的测量方法时引进了几项不稳定因素,其中主要是: (1)溅射离子泵抽速的变化; (2)残余气体成分的变化; (3) 矩形盒流导的影响,但是相对于钛升华泵的抽速以及导入气量而言,影响是很小的。

         确定了HIRFL-CSR 钛崇高泵对於各种气味物理吸出剂常数在碳原子流经济条件下的物理吸出剂机率,概述了挡片的图形和设施区域对物理吸出剂机率的影响到,并拥有了对H2抽速的确定与实验设计构思大数据相近乎的效果,证明文件用蒙特卡洛法在确定机子模拟网确定、设计构思钛崇高泵有关指标的效益分析性。

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