Разница между 150 и 160 m³/h — не 10 кубометров: как выбрать V0155 и V0160

В таблице подбора V0155 и V0160 стоят рядом: один — 150 m³/h, другой — 160 m³/h, электродвигатели у обоих 4.0 kW, входные патрубки — G2". Кажется, что разница — всего 10 кубометров, а присоединения и мощность одинаковые, так что можно взять любую.

На практике это не так. Разница между этими двумя насосами лишь частично определяется скоростью откачки; основная часть — в предельном давлении: V0155 при закрытом газобалласте — 0.3 mbar, V0160 при закрытом газобалласте — 0.1 mbar. Эта разница в 0.2 mbar определяет, где применение возможно, а где нужное давление принципиально не достигается.

1. Сначала приведём реальные параметры обеих моделей

Разница в скорости откачки — 6.7%, мощность одинаковая, присоединения одинаковые, установочные размеры одного класса. Поэтому выбор по принципу «кажется, насос побольше — надёжнее» здесь не работает: если модель на размер больше не выигрывает по предельному давлению, вы получаете лишь разницу в скорости откачки, которую почти невозможно измерить.

2. Посчитаем: сколько времени экономят 10 кубометров

Возьмём камеру полезным объёмом 2 m³, откачиваемую от атмосферного давления 1013 mbar до 10 mbar. Скорость откачки оцениваем при 50Hz и постоянной скорости откачки на данном участке объёма:

t = (V / S) × ln(P₁ / P₂)

• V0155: S = 150 m³/h = 2.5 m³/min, t = (2 / 2.5) × ln(1013 / 10) = 0.8 × 4.618 ≈ 3.69 min
• V0160: S = 160 m³/h = 2.67 m³/min, t = (2 / 2.67) × 4.618 ≈ 3.46 min

Разница 0.23 минуты, то есть 14 секунд. При той же трубопроводной системе и той же камере эта разница на практике легко перекрывается утечками через фланцы, газовыделением со стенок камеры и временем переключения клапанов.

Вывод очевиден: если процесс работает только в диапазоне выше 10 mbar, эти 10 кубометров не стоят дополнительных 12 kg массы и 1~4.5 L масла.

3. Разница проявляется только при приближении к пределу

Если снизить целевое давление до 0.5 mbar, соотношение между насосами меняется. На этом участке нужно учитывать предельное давление, потому что вблизи предела скорость откачки заметно падает:

t = (V / S) × ln[(P₁ − Pu) / (P₂ − Pu)], Pu — предельное давление насоса

• V0155 (Pu = 0.3): t = 0.8 × ln[(10 − 0.3) / (0.5 − 0.3)] = 0.8 × 3.881 ≈ 3.11 min
• V0160 (Pu = 0.1): t = 0.75 × ln[(10 − 0.1) / (0.5 − 0.1)] = 0.75 × 3.209 ≈ 2.41 min

На том же участке разница — 0.70 минуты, то есть 42 секунды, на 29% медленнее. Суммарно: у V0155 весь процесс 6.80 min, у V0160 — 5.87 min.

Эта формула — упрощённая модель; в реальности ниже 10 mbar скорость откачки падает быстрее, чем по линейной зависимости, и время на реальной машине будет больше расчётного. Но тенденция верна: чем ближе к пределу, тем сильнее проявляется разница в предельном давлении и тем меньше значит разница в скорости откачки.

Ещё более крайний случай: если процесс требует 0.2 mbar, а предел V0155 — 0.3 mbar, этот насос не просто медленный — он принципиально не сможет достичь такого давления. Считать время в этом случае бессмысленно.

4. Когда 0.3 mbar достаточно

Не всем процессам нужно 0.1 mbar. В перечисленных ниже случаях 0.3 mbar у V0155 вполне достаточно, и эта модель подходит лучше:

• Вакуумное удержание, вакуумный подъём: рабочая точка порядка 40~70 mbar, далеко от предела
• Вакуумная упаковка, пропитка, пропитка погружением: рабочая точка часто 5~50 mbar, важны скорость откачки и скорость восстановления
• Вакуумная сушка, дегазация: газобалласт удаляет влагу и растворители; при открытом газобалласте предельное давление 0.5 mbar, разница с закрытым газобалластом не важна
• После форвакуумной ступени стоит насос Рутса, а его рабочий диапазон и так 1~100 mbar

И наоборот, типичные случаи, где необходим V0160:

• Форвакуумная ступень для вакуумного напыления и вакуумной термообработки, когда высоковакуумный насос разрешено включать только после достижения давления ниже 0.1 mbar
• Конечное давление вакуумной и молекулярной дистилляции находится в диапазоне 0.1~0.2 mbar
• Технология требует, чтобы на этапе выдержки давление в камере стабильно было ниже 0.3 mbar, а открывать газобалласт нельзя
• Требуется длительная работа вблизи предельного давления; вблизи предела объёмный КПД насоса низкий, температура масла высокая, а если начинать с более высокого давления, возрастают расход масла и частота отказов

5. Не выбирайте сверху вниз по таблице скорости откачки

В таблице параметров этой серии есть место, которое легко пропустить: предельное давление не улучшается монотонно с ростом скорости откачки.

Смотрите также

• Достаточно ли 0.1 mbar для одноступенчатого маслозаполненного насоса: способ оценки форвакуумной ступени для напыления
• Когда открывать газобалластный клапан и как долго
• Двухступенчатый 2V80 и одноступенчатый V0100: стоит ли 4×10⁻⁴ mbar
• V0025A – V0100 Одноступенчатый пластинчато-роторный вакуумный насос с масляным уплотнением
• V0155 одноступенчатый пластинчато-роторный вакуумный насос с масляным уплотнением
• V0630B одноступенчатый маслозаполненный пластинчато-роторный вакуумный насос