با حرکت پمپاژ به جریان مولکولی ، تفکر ما علاوه بر معیارهای رسانایی و جریان گاز که در بالا مورد بحث قرار گرفت ، باید به چند طریق تغییر کند. در جریان چسبناک ، معیار اصلی حجم محفظه بود ، زیرا کار در آن مرحله ، حذف حجم گاز در داخل محفظه بود. اما در جریان مولکولی ، حجم گاز درون محفظه در مقایسه با سطح محفظه که در حال حاضر منبع اصلی گاز برای پمپاژ است ، بی اهمیت می شود. بنابراین ، این امر نیاز به تغییر حالت عمده در تفکر در مورد ایجاد خلا دارد.

چگونه خلا ایجاد کنیم

ایجاد خلاء

چگونه خلا ایجاد کنیم؟ایجاد خلاء،در واقع یک مفهوم فوق العاده پیچیده است.اما موضوع را می توان در یک سوال و یک قانون ساده،ساده کرد.

پنهان شدن در این مفاهیم ساده مشکلات بیشماری است که نیاز به تفکر و مراقبت زیادی برای جلوگیری از آنها وجود دارد ، اما می توان با ماندن در این مفهوم از موفقیت آنها جلوگیری کرد.

ایجاد خلاء هر فشار زیر اتمسفر است و نیاز به چیزی برای نگه داشتن آن در (محفظه) و وسیله ای برای کاهش فشار (پمپ) دارد.

بنابراین،آنچه ما در اینجا در مورد آن صحبت می کنیم حذف مولکول های گاز از یک محفظه است. تعداد مولکولهای دخیل در ذهن را بی حس می کند. هر فرآیندی یا محصولی که نیاز به ایجاد خلاء دارد ، حداکثر مقدار مولکول وجود دارد که در صورت تولید یا انجام موفقیت آمیز محصول یا فرآیند در داخل محفظه وجود دارد.

سوال این است که محصول فرآیند و فشار هدف را تعریف کنیم. بنابراین ،اولین مراحل پاسخ به این سوال است که شما سعی دارید چه کار کنید؟

در این مرحله ، قاعده واحد به این معنا مطرح می شود که هر جزء و روشی که در ایجاد خلاء نقش دارد. باید به درستی انتخاب یا انجام شود ، در غیر اینصورت عدم دستیابی به فشار مورد نظر حاصل می شود.

این را می توان به عنوان معضل دانیلسون مجدداً بیان کرد زیرا پیچیدگی یک سیستم خلاء بیشتر از پیچیدگی مجموع اجزای آن است.

چگونه خلا ایجاد کنیم؟

به طور کلی،خلا با شروع هوا در فشار اتمسفر درون یک محفظه به وجود می آید.

یک پمپ خلاء به منظور حذف کافی مولکولهای گاز،از محفظه،برای رسیدن به حداکثر مقدار مجاز (فشار) به محفظه متصل شده است.تا بتواند فشار مورد نظر را در پاسخ به این سوال که من برای انجام چه کاری تلاش می کنم؟ برآورده کند. از آنجا که هوا مخلوطی از گازها است ، لازم است که بعداً در این بحث ترکیب نسبی گاز را در نظر بگیریم ، بنابراین ترکیب هوای جوی در فشار اتمسفر ، مولکولهای گاز بسیار نزدیک به هم هستند. و از آنجا که آنها در حرکت ثابت هستند ، فاصله بین برخورد مولکول به مولکول بسیار کوتاه است.این فاصله به عنوان میانگین مسیر آزاد شناخته می شود.

با حذف مولکولها توسط پمپ خلاء،فاصله بین برخورد بیشتر و بیشتر می شود. با حذف مولکولها ، تعداد کمتری مولکول دیگر برای برخورد یک مولکول معین با فاصله بیشتر و طولانی تر با کاهش فشار وجود دارد. این مفهوم ، اگرچه کاملاً آشکار است ، اما در درک فناوری ایجاد خلاء از این نظر مهم است که رفتار و جریان مولکول ها تقریباً کل موضوع است.

هنگامی که پمپاژ برای ایجاد خلاء با فشار اتمسفر شروع می شود،مولکولهای گاز در حالت رژیم جریان قرار می گیرند که جریان ویسکور نامبده می شود.

 این بدان معناست که برخوردهای دائمی مولکول به مولکول باعث می شود که جمعیت مولکولها در یک حجم معین بلافاصله پس از حذف برخی مولکولها یکنواخت شود.

این رفتار همان چیزی است که اکثر مردم آن را اثرات فشار فشار می دانند ، زیرا به نظر می رسد نیروی محرکه ای برای حرکت مولکول ها وجود دارد.

چگونه خلا ایجاد کنیم؟

با شروع برداشتن مولکول ها از محفظه،این امر به وضوح قابل مشاهده است.که با شروع فشار اتمسفر،مولکول ها به طور معمول با نوعی پمپ جابجایی مثبت مکانیکی،برداشته می شوند.

و می تواند هر پمپی باشد،از یک پمپ دوار روغنی بسته تا یک پمپ دیافراگمی،یا پمپ پیستونی یا پمپ اسکرول خشک بدون روغن باشد.

ایده کلی این است که گاز موجود در محفظه ای که باید تخلیه شود،به حجم ثابتی منبسط  می شود،و در آنجا جدا می شود.

سپس فشرده می شود و مستقیم یا در مرحله ای دیگر به جو منتقل شود.

قرار گرفتن درشرایط جداسازی و به دنبال آن مولکولهای داخل محفظه،با حجم ثابت با سرعت بالا ادامه می یابد.و تعداد بیشتری مولکول حذف می شوند.

دو اتفاق در این حالت در حال رخ دادن است

۱-با حذف بیشتر و بیشتر مولکولها،میانگین مسیر آزاد افزایش می یابد. و در نتیجه،برای رسیدن به تعادل در جمعیت مولکولی زمان مقداری طولانی تر ایجاد می شود، تا نیروی محرکه ظاهری فشار کاهش یابد .

۲-با هر چرخه پمپ ، مولکول های کمتر و کمتری برداشته می شوند ، زیرا مولکول های کمتری برای پمپاژ موجود است.

در طی این فرآیند حذف مولکولی ، ترکیب هوا به عنوان مخلوط گاز از نظر نسبتهای نسبی است.

تقریباً یکسان باقی می ماند و کاهش جمعیت مولکولی کل در بالا ادامه می یابد تا زمانی که میانگین مسیر آزاد به اندازه کافی طولانی شود. در این مرحله کل رفتار مولکول ها تغییر می کند و فرآیند به طور کامل وارد یک رژیم جریان دیگر می شود.

از آنجا که رفتار مولکولی بر اساس تأثیرات مسیر آزاد آزاد است که تابعی از غلظت مولکولی است،اندازه فیزیکی ظرف (محفظه) شروع به کار می کند.

انواع رژیم های جریان

رژیم های جریان

 با انجام پمپاژ از فشار اتمسفر به خلاء بالا،رفتار مولکولهای موجود در محفظه تحت تأثیر سه رژیم جریان جداگانه قرار می گیرد.

از آنجا که ، همانطور که قبلاً مشاهده کردیم که فشار و ابعاد محفظه هر دو نقش دارند.

جریان ویسکوز

جریان چسبناک،همانطور که در بالا مورد بحث قرار گرفت،زمانی رخ می دهد که میانگین مسیرهای آزاد کوتاه و برخورد مولکول به مولکول ثابت است.

این امر انگیزه ای برای گسترش یکنواخت جمعیت مولکول ها ایجاد می کند و منجر به شرایط جریان بسیار شبیه به مایع می شود.

جریان گذار

جریان گذار جریانی پیچیده است،که در یک نوار بین جریان چسبناک و مولکولی رخ می دهد.از آنجا که معمولاً به سرعت در یک پمپ تخلیه معمولی طی می شود ، در اکثر موارد می توان با خیال راحت آن را نادیده گرفت.

جریان مولکولی در خلا

جریان مولکولی زمانی شروع می شود که میانگین مسیر آزاد مولکولهای باقی مانده در محفظه بیشتر از ابعاد داخلی محفظه باشد. این بدان معناست که مولکولهای متحرک از نظر آماری بیشتر احتمال دارد بر دیواره محفظه تأثیر بگذارند تا اینکه بر مولکول دیگر.

این بدان معناست که دیگر هیچ گونه جریانی به معنای معمول ایجاد دیفرانسیل فشار وجود ندارد زیرا مولکول ها اکنون به طور کامل به طور تصادفی در حال حرکت هستند.

و جریان از محفظه به پمپ کاملاً بر اساس شانس تصادفی یک مولکول در پمپ است.

اجتناب از اشتباهات در ایجاد خلا

چگونه خلا ایجاد کنیم؟اجتناب از اشتباهات کشنده فرایند در حین پمپاژ از طریق ناحیه جریان لزج نسبتاً آسان است ، اما این سهولت نسبی پس از وارد شدن به ناحیه جریان مولکولی و کاهش فشار کمتر و کمتر می شود.

نشت کوچکی که از نظر زمان پمپاژ،یا توانایی رسیدن به فشار نهایی،به راحتی نادیده گرفته می شود،با افت فشار ناگهان بسیار بزرگ می شود.و در نهایت،با افت فشار مورد نظر در نواحی فشار خالی بالا یا فوق العاده بالا، می تواند به یک نشت غیر قابل تحمل بزرگ تبدیل شود.

همین امر را می توان در مورد مصالح ساختمانی ، مهر و موم یا سایر سخت افزارها گفت که آلودگی (گاز) ناشی از یک جزء ممکن است در یک فشار بسیار زیاد و در فشار بیشتر ناچیز باشد.

هنگامی که تغییر از جریان چسبناک به مولکولی رخ می دهد ، کل فرآیند تفکر جریان گاز تغییر می کند .رسانایی را در نظر بگیرید که به راحتی می توان آن را در مقدار جریان حجمی که از خط خلا عبور می کند توصیف کرد.

در برسی سوال چگونه خلا ایجاد کنیم؟برای هر کدام از رژیم های جریان یک فرمول وجود دارد:

 

جریان ویسکوز: C = FxP a D ۴ /L
جریان مولکولی C = FxD ۳ /L
C = هدایت بر حسب لیتر بر ثانیه
F = ضریب در اینچ ، ۲۹۵۰ برای جریان ویسکوز و ۷۸ برای جریان مولکولی
L = طول خط بر حسب اینچ
D = قطر خط بر حسب اینچ
a = فشار متوسط ​​در torr (فقط جریان ویسکوز)
جدول محاسبات انواع جریان

 

۳۸۰ torr و C = 2.2 لیتر/ثانیه. برای جریان مولکولی اگر از یک خط به قطر ۱ اینچ و طول ۳۶ اینچ استفاده کنیم ، C = 31،۱۳۹ لیتر/ثانیه را محاسبه می کنیم.. برای جریان چسبناک با فشار متوسط ​​(P a )

۳۸۰ torr و C = 2.2 لیتر/ثانیه. برای جریان مولکولی

 

بین اختلاف بزرگ در جریان فقط این واقعیت را نشان می دهد که همه قطعات یا اجزای تشکیل دهنده سیستم خلاء با کاهش فشار اهمیت بیشتری پیدا می کنند.

یک انتخاب یا تصمیم بد می تواند به راحتی تمام انتخاب ها و تصمیمات درست را نفی کند.

البته ، این می تواند تفاوت بین برآورده کردن عملکرد هدف یا شکست کامل را ایجاد کند.

PUMPDOWN جریان مولکولی

اگرچه پمپاژ در ناحیه جریان ویسکوز به طور کلی نسبت گازهایی را برای هوا حفظ می کند ، اما به محض وارد شدن ناحیه جریان مولکولی تغییر می کند. با حرکت پمپاژ در ناحیه بالای میلی متر (۱۰۰۰ تا ۱ میلی لیتر) ، ترکیب کلی فشارهای جزئی گازهای باقی مانده در محفظه تعدادی تغییرات مهم را متحمل می شود .

اما با نزدیک شدن فشار به ۱ میلی متر ، گازهای دائمی هوا مانند اکسیژن ، نیتروژن ، دی اکسید کربن و غیره به طور چشمگیری از بین می روند در حالی که بخار آب شروع به غالب شدن می کند.

چگونه با بخار آب خلا ایجاد کنیم؟

گازهای دایمی ،همه گازهایی هستند که در حجم محفظه وجود داشته اند،بنابراین حذف آنها با پمپ مناسب یک امر نسبتاً ساده است.ناگهان می بینیم که آنها از بین رفته اند.و به جای آن بخار آب پیدا می کنیم.

تفاوت در این است که،اکنون از حالت کلی حجم گاز،به گاز سطحی یا دیواری تبدیل شده ایم.

 درصد کمی از بخار آب در تمام مدت،به عنوان ترکیب کلی گاز وجود داشته است.اکنون همان مقدار آب از لحاظ نسبی اهمیت پیدا کرده است.

 طبیعت قطبی مولکول آب منجر به اتصال به سطوح و به خود پیوندهای آب به آب می شود که نسبتاً ضعیف هستند. بنابراین ، این بدان معناست که بخار آب قبل از پمپاژ باید دفع شود. از آنجا که سرعت دفع به آرامی کاهش می یابد ، می توانیم به راحتی متوجه شویم که مقدار کل بخار آب که باید دفع شود ، پمپاژ را کنترل می کند.

معیارهای اتاق در چگونگی ایجاد خلا

با حرکت پمپاژ به جریان مولکولی ، تفکر ما علاوه بر معیارهای رسانایی و جریان گاز که در بالا مورد بحث قرار گرفت ، باید به چند طریق تغییر کند. در جریان چسبناک ، معیار اصلی حجم محفظه بود ، زیرا کار در آن مرحله ، حذف حجم گاز در داخل محفظه بود. اما در جریان مولکولی ، حجم گاز درون محفظه در مقایسه با سطح محفظه که در حال حاضر منبع اصلی گاز برای پمپاژ است ، بی اهمیت می شود. بنابراین ، این امر نیاز به تغییر حالت عمده در تفکر در مورد ایجاد خلا دارد.

علاوه بر این ، ما می توانیم ببینیم که چگونه یک منبع بی اهمیت مشکلات پمپاژ می تواند ناگهان به یک منبع کنترل کننده گاز تبدیل شود.

زیر ۱۰  TORR

 

می توان با ادامه پمپاژ فرض کرد که پمپ قادر به دستیابی به فشارهای کمتر است.و سرعت پمپاژ کافی برای این کار وجود دارد.

هیدروژن همچنین به سطح بستگی دارد.زیرا از مجموعه از منابع بر روی سطح محفظه بوجود می آید.

نتیجه گیری سوال چگونه خلا ایجاد کنیم؟

فرآیند ایجاد خلا پیچیده است.و اجازه نمی دهد یک فرایند واحد در تمام محدوده فشار غالب شود. در عوض،یک سری فرایندها را طی می کند که می توان با تفکیک مراحل تفکر به مراحل بر اساس شکست در اینجا بحث کرد.

اگرچه تنها یک اشتباه می تواند عملکرد مورد انتظار را نفی کند. با استفاده از تجزیه و تحلیل کامل ، از نظر عملکرد مورد انتظار ، تجزیه و تحلیل می تواند از اشتباهاتی که ممکن است رخ دهد جلوگیری کرد.

برای خرید و تعمیر پمپ های وکیوم و راهنمایی برای اینکه چگونه خلا ایجاد کنیم با ما تماس بگیرید.

 

دیدگاهتان را بنویسید