Przepływy gazów i wytwarzanie próżni Kinga Mlekodaj.

Prezentacja na temat: "Przepływy gazów i wytwarzanie próżni Kinga Mlekodaj."— Zapis prezentacji:

1 Przepływy gazów i wytwarzanie próżni Kinga Mlekodaj

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

3 Przepływy

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

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

6 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

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

8 połączenia równoległe Q1Q1 C1C1 Q2Q2 C2C2 p1p1 p2p2

9 połączenia szeregowe Q1Q1 C1C1 p1p1 p2p2 p3p3 C2C2 Q2Q2

10 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)

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

12 Pompy próżniowe

13 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).

14 Podział pomp próżniowych

15 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 10 -11 10 -2 10 0 10 5 p[Pa] pompy przepływow pompy akumulacyjne

16 Pompy posuwowe Otton von Guericke z1z1 z2z2 VzVz zbiornik opróżniany

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

18 Pompy obrotowe z suwakiem F azy pracy pompy

19 Charakterystyka pomp obrotowych

20 Pompy Rootsa 1 2 3 4 5 6 1.Wirnik górny 2.Wirnik dolny 3.Komora zasysania 4.Komory kompresji 5.Komora przetłaczania 6.Stator Budowa

21 Fazy cyklu pompowania pompy Rootsa Charakterystyka pompy Rootsa

22 Pompy suche Pompy membranowe

23 Charakterystyka pompy membranowej

24 Pompy pazurowe przekładnia

25 Pompy śrubowe

26 Pompy kinetyczne Pompy prędkościowe

27 Pompy turbomolekularne

28

29 Pompy strumieniowe Pompy dyfuzyjne

30 Pompy pułapkowe Pompa adsorpcyjna

31 Pompy jonowo-sorpcyjne Diodowe

32 Pompy jonowo-sorpcyjne Triodowe

33 Pompy jonowo-sorpcyjne: charakterystyka

34 Pompy kriosorpcyjne Ciekła

35 Pompy kriosorpcyjne Jednokomorowa

36 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???

37 Pompy próżniowe pracujące w różnych zakresach ciśnień

38 Porównanie pomp wysokiej próżni Parametry Pompy przepływowePompy akumulacyjne Dyfuzyjne Turbomole- kularne Jonowo- sorpcyjne Kriosorp- cyjne S N [1/s]10 2 -10 5 5-9x10 3 2-5x10 2 3x10 2 -10 5 p [Pa]10 -5 -10 -7 10 -6 -10 -8 <10 -8 P max [Pa]10 2 0,21-10 -8 crossover Cena [/(1/s)] 622148 τ [min]15-203-510-3060-20

39 Źródła: Podstawy wysokiej próżni; A.Hałas, P.Szwemin; http://www.prevac.pl/prevac_pl; http://www.prevac.pl/prevac_pl Technika Wysokiej próżni; Janusz Groszkowski Technika Wysokiej próżni; Janusz Groszkowski

40 Dziękuję za uwagę