چگونگی تکامل علم وکیوم(خلا)

تکامل علم خلاuum که از قرن هفدهم آغاز شد ، بسیاری از دستاوردهای علمی دیگر را منعکس کرده است ، از جمله توسعه قوانین گاز و کشف الکترون. با این وجود ، دنیای وکیوم هنوز هم مهندسان و دانشمندان را هیجان زده و جلب می کند. در واقع ، تحولات اساسی همچنان مرزهای این موضوع جذاب را تحت فشار قرار می دهند.

فیزیک خلاuum – اصطلاحات اساسی
واحدهای فشار

واحد فشار خلاuum چیست؟

در زیر یک نمای کلی از واحدهای اصلی فشار و تبدیل واحدهای فشار آورده شده است:
واحدهای فشار و تبدیل ها

 

محدوده های خلاAC

در علوم خلاuum تقسیم دامنه فشار به پنج رژیم فردی معمول است:

خلا R خشن (یا کم) (R): جوی تا 1 mbar

خلا متوسط ​​(یا خوب) (MV): 1 تا 10–3 mbar

خلا High زیاد (HV): 10–3 تا 10–7 mbar

خلاuum فوق العاده زیاد (UHV): 10–7 تا 10–12 mbar

خلا High شدید (XHV): بیش از 10-12 mbar.

این تقسیم بندی ها تا حدودی خودسرانه است ، و رشته های مختلف مهندسی از تعاریف خاص خود استفاده می کنند ، یعنی شیمی دانان اغلب از طیف مورد علاقه خود (100 تا 1 mbar) به عنوان “خلا inter میانی” یاد می کنند ، در حالی که برخی از مهندسان ممکن است خلا را “کم فشار “یا” فشار منفی “.

 

انواع جریان
فناوری خلاuum معمولاً با سه نوع جریان همراه است: جریان ویسکوز یا پیوسته. جریان مولکولی و یک محدوده انتقالی بین این دو معروف به جریان Knudsen.

جریان ویسکوز (یا پیوسته) در محدوده خلا rough خشن یافت می شود و با تعامل نزدیک مولکول ها تعیین می شود. سه زیرشاخه جریان چسبناک وجود دارد: “جریان آشفته” (اگر حرکت گرداب در روند جریان ظاهر شود) ؛ “جریان پوزویل” که در آن لایه ها روی یکدیگر می کشند (که این اغلب در خلا ها وجود دارد). و “جریان خفه” که هنگام تخلیه مخازن خلاuum یا در صورت نشت وجود دارد.

وقتی مولکولها بتوانند آزادانه حرکت کنند ، بدون هیچ گونه تداخل متقابل ، جریان مولکولی در خلاuum زیاد و فوق العاده زیاد (UHV) غالب است. جریان مولکولی در جایی وجود دارد که میانگین مسیر آزاد یک مولکول ƛ تعریف شده به عنوان میانگین مسافت طی شده توسط مولکول ها بین برخوردها) بسیار بزرگتر از قطر لوله است.

جریان نودسن محدوده انتقالی بین جریان چسبناک و مولکولی است. این در محدوده خلا متوسط ​​است که در آن طول مسیر آزاد یک مولکول مشابه قطر لوله است.

نمودار جریان در خلا

در جریان چسبناک ، حرکت ترجیحی مولکول های گاز یکسان با جهت ماکروسکوپی جریان گاز خواهد بود ، زیرا ذرات به طور فشرده بسته بندی شده اند و بسیار بیشتر از دیواره های مرزی با یکدیگر برخورد می کنند. با این حال ، در جریان مولکولی ، ذراتی که با دیواره ها برخورد می کنند غالب هستند.

در خلاuهای خشن ، برخورد ذرات گاز غالباً اتفاق می افتد ، در حالی که در خلا vacهای زیاد و بسیار زیاد ، برخورد ذرات گاز با دیواره های ظرف غالب است.

 

رفتار
تمام اتصالات بین مصرف سیستم پمپ و محفظه منجر به کاهش سرعت پمپاژ می شود. جریان pV از طریق هر عنصر لوله کشی مورد نظر ، مانند لوله یا شیلنگ ، دریچه ها ، نازل ها ، دهانه های دیواره بین دو رگ و غیره ، با

جریان سرعت پمپاژ از طریق معادله

در اینجا Δp = (p1 – p2) دیفرانسیل فشار بین انتهای ورودی و خروجی عنصر لوله کشی است. ضریب تناسب C به عنوان مقدار رسانایی یا به سادگی “رسانایی” تعیین می شود. در محدوده جریان مولکولی ، C یک ثابت است که مستقل از فشار است. در محدوده جریان انتقالی و چسبناک ، برعکس ، به فشار بستگی دارد. در نتیجه ، محاسبه C برای عناصر لوله کشی باید به طور جداگانه برای محدوده فشار فردی انجام شود.

از معادله فوق اغلب به عنوان “قانون اهم برای فناوری خلا” یاد می شود که در آن qpV با جریان ، Δp ولتاژ و C با مقدار هدایت الکتریکی مطابقت دارد. مشابه قانون اهم در علم الکتریسیته ، مقاومت در برابر جریان

به عنوان مقدار متقابل ارزش هدایت معرفی شده است:

عکس – 7

بنابراین می توان معادله را به صورت زیر نوشت:

جریان سرعت پمپاژ از طریق معادله

اگر اجزا به طور موازی به هم متصل شوند ، موارد زیر اعمال می شود:

عکس – 9

برای اجزای متصل به صورت سری موارد زیر اعمال می شود:

عکس – 10

 

محدوده های فشار استفاده شده در فن آوری خلاAC و مشخصات آنها
دامنه های فشار مورد استفاده در فناوری خلا و خصوصیات آنها

 

برای اطلاعات بیشتر در مورد ویژگی های مختلف ، روی لینک زیر کلیک کنید تا کتاب الکترونیکی ما را بارگیری کنید:

کتاب اصول تولید خلا generation
تولید خلاuum
پارامترهای پمپ
سرعت پمپاژ
معادله سرعت پمپاژ (جریان میزان ولتاژ) در سیستم خلاuum

سرعت جریان حجم (qV) یا سرعت پمپاژ (S) سرعت جریان حجمی حجم (خالص) یا حجم گاز تخلیه شده در واحد زمان (m3 / s ، l / s ، cfm ، m3 / h…) است. این در ورودی پمپ اندازه گیری می شود و به گونه های گاز ، بخار و غیره بستگی دارد.

 

توان پمپ
ظرفیت پمپاژ (توان خروجی) برای پمپ برابر است با جریان جرم از طریق پورت ورودی پمپ: