Przepływy gazów i wytwarzanie próżni Kinga Mlekodaj

Plan prezentacji 1. Przepływy Podstawowe wielkości Przepływ molekularny Przepływ laminarny 2. Wytwarzanie próżni Podstawowe wielkości Podział pomp Przegląd pomp próżniowych

Przepływy

Natężenie przepływu I [torr·l/s] w stanie ustalonym w stanie nieustalonym objętościowe natężenie przepływu I szybkość pompowania S

Pompowanie Podstawowe równanie: 1 º S = 0 2º I = 0

Pompowanie w HV i UHV Ciśnienie spada w czasie: p(t 1 ) · t 1 = p(t 2 )·t 2 Ciśnienie początkowe jest związane z pewnymi wartościami I oraz S p 0 = I 0 /S 0 Osiąganie regionu UHV

Konduktancja przewodu C [l s -1 ] I = C · (p 1 – p 2 ) miara łatwości przepływu gazu pomiędzy dwoma miejscami Q C p1p1 p2p2

połączenia równoległe Q1Q1 C1C1 Q2Q2 C2C2 p1p1 p2p2

połączenia szeregowe Q1Q1 C1C1 p1p1 p2p2 p3p3 C2C2 Q2Q2

Przepływ molekularny średnia droga swobodna jest większa od wymiarów układu zderzenia między cząsteczkami występują zaniedbywalnie rzadko nie ma możliwości przewidzenia trajektorii cząsteczek konduktancja nie zależy od ciśnienia (brak komunikacji między cząsteczkami)

Przepływ lepki wzrost koncentracji gazu λ przewaga zdarzeń międzycząsteczkowych nad zdarzeniami ze ściankami naczynia ruch cząsteczek uporządkowany ośrodek ciągły prawa dynamiki płynów

Pompy próżniowe

Parametry charakteryzujące pompy próżniowe: ciśnienie końcowe (najmniejsze ciśnienie jakie można uzyskać taką pompą); szybkość pompowania oraz zależność tej szybkości od ciśnienia (charakterystyka); wydajność (mierzona zwykle w m 2 wypompowywanego gazu w jednostce czasu).

Podział pomp próżniowych

Próżnia wysoka I ultrawysoka pompy dyfuzyjne pompy molekularne i turbomolekularne pompysublimacyjne i jonowo-sorpcyjne pompy kriosorpcyjne Próżnia wstępna pompy olejowe, objętościowe pompy suche, objętościowe pompy Rootsa pompy zeolitowe p[Pa] pompy przepływow pompy akumulacyjne

Pompy posuwowe Otton von Guericke z1z1 z2z2 VzVz zbiornik opróżniany

Pompy obrotowe Pompy typu łopatkowego A. Zasysanie B. Przetaczanie C. Sprężanie D. Wydech Fazy cyklu pompowania Budowa pompy

Pompy obrotowe z suwakiem F azy pracy pompy

Charakterystyka pomp obrotowych

Pompy Rootsa Wirnik górny 2.Wirnik dolny 3.Komora zasysania 4.Komory kompresji 5.Komora przetłaczania 6.Stator Budowa

Fazy cyklu pompowania pompy Rootsa Charakterystyka pompy Rootsa

Pompy suche Pompy membranowe

Charakterystyka pompy membranowej

Pompy pazurowe przekładnia

Pompy śrubowe

Pompy kinetyczne Pompy prędkościowe

Pompy turbomolekularne

Pompy strumieniowe Pompy dyfuzyjne

Pompy pułapkowe Pompa adsorpcyjna

Pompy jonowo-sorpcyjne Diodowe

Pompy jonowo-sorpcyjne Triodowe

Pompy jonowo-sorpcyjne: charakterystyka

Pompy kriosorpcyjne Ciekła

Pompy kriosorpcyjne Jednokomorowa

Co zamierzam robić? Jaki jest proces? Co zamierzam robić? Jaki jest proces? Potrzebne ciśnienie końcowe? Potrzebne ciśnienie końcowe? Całkowita objętość pole powierzchni komory i tempo odgazowania powierzchni? Całkowita objętość pole powierzchni komory i tempo odgazowania powierzchni? Ciśnienie potrzebne do obsługi (zawierające gaz wlotowy)? Ciśnienie potrzebne do obsługi (zawierające gaz wlotowy)? Maksimum tolerowanego ciśnienia? Maksimum tolerowanego ciśnienia? Wymagany czas na odparowanie powietrza dla wszystkich warunków pomp (np. czas cyklu)? Wymagany czas na odparowanie powietrza dla wszystkich warunków pomp (np. czas cyklu)? Przewidywalna praca życia systemu? Przewidywalna praca życia systemu? Dostęp do naprawy, dostawca ciekłego gazu, wymaganie specjalnych wentyli i odzyskiwanie gazu? Dostęp do naprawy, dostawca ciekłego gazu, wymaganie specjalnych wentyli i odzyskiwanie gazu? Wymiary i waga (prześwit i aparatura podnosząca)? Wymiary i waga (prześwit i aparatura podnosząca)? Umiejętności i dostępnego operatora? Umiejętności i dostępnego operatora? Wymagania specjalne? Wymagania specjalne? ultra –czystość ultra –czystość brak dostępu węglowodorów brak dostępu węglowodorów toksyczne lub korozyjne gazy toksyczne lub korozyjne gazy gazy reaktywne gazy reaktywne temperatura procesu temperatura procesu Wygrzewanie Wygrzewanie promieniowanie środowiska promieniowanie środowiska odzyskiwanie rzadkich gazów odzyskiwanie rzadkich gazów wydzielanie spalin wydzielanie spalin Ekonomia- ciekły azot, moc, ciecze, dostępne fundusze? Ekonomia- ciekły azot, moc, ciecze, dostępne fundusze? BEZPIECZEŃSTWO! BEZPIECZEŃSTWO! Jak dobrać odpowiednią pompę???

Pompy próżniowe pracujące w różnych zakresach ciśnień

Porównanie pomp wysokiej próżni Parametry Pompy przepływowePompy akumulacyjne Dyfuzyjne Turbomole- kularne Jonowo- sorpcyjne Kriosorp- cyjne S N [1/s] x x10 2 3x p [Pa] <10 -8 P max [Pa]10 2 0, crossover Cena [/(1/s)] τ [min]

Źródła: Podstawy wysokiej próżni; A.Hałas, P.Szwemin; Technika Wysokiej próżni; Janusz Groszkowski Technika Wysokiej próżni; Janusz Groszkowski

Dziękuję za uwagę