Cálculo del tiempo de bombeo en diferentes rangos de vacío

- Jun 29, 2018-


El propósito del uso del sistema de vacío determina el grado de vacío requerido y el tiempo de bombeo, y luego se selecciona la bomba de vacío apropiada en consecuencia. Este documento describe el cálculo del tiempo de bombeo en diferentes rangos de vacío.

 

1. Cálculo del tiempo de bombeo en la presión atmosférica: rango de vacío bajo

 

El área de bajo vacío se refiere a un grado de vacío en el rango de 100 KPa a 0.2 KPa. En la zona de conexión entre la cámara de vacío y la bomba en el área de bajo vacío, cuando las moléculas de gas son viscosas, el tiempo de bombeo puede calcularse mediante la presión inicial p1, presión alcanzada P2, velocidad de bombeo S y volumen V (incluidas las tuberías )

 

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p1-presión inicial (presión atmosférica) [Pa]

 

P2: presión alcanzada [Pa]

 

t - tiempo de bombeo [min]

 

Volumen V [L]

 

Velocidad de bombeo real [L / min]

 

Teniendo en cuenta el efecto de cuello de botella del conducto y la válvula, la velocidad de bombeo real se puede estimar aproximadamente en un 80% de la velocidad de bombeo teórica.

 

2. Cálculo del tiempo de bombeo en el rango de vacío medio

 

El área de alto vacío y ultra alto vacío se refiere a un vacío de 200 Pa a 0.2 Pa. Las moléculas de gas en los conductos en el rango medio de vacío están en un estado intermedio de flujo viscoso y flujo molecular, la velocidad de bombeo no puede ser calcula simplemente como el rango de bajo vacío o el de alto vacío explicado en la tercera sección a continuación. En circunstancias normales, el tiempo de bombeo se calcula por separado de dos maneras, y luego se toma el resultado con el mayor valor calculado.

 

Factores de bombeo al vacío a considerar:

 

(1) vacío alcanzado

 

(2) velocidad de bombeo

 

(3) Conductividad

 

(4) Velocidad de bombeo real

 

(5) tasa de emisión de gas

 

(6) tasa de fuga

 

Cuando la cámara de vacío se evacua con una bomba de vacío, la presión en la cámara disminuye rápidamente, pero después de un cierto período de tiempo, la presión disminuye gradualmente y tiende a un valor constante. La razón principal de este fenómeno es la deflación superficial del material. Como se muestra en la Fig. 1, las diferentes áreas de cambio de presión se denominan respectivamente bombeo de espacio y bombeo de superficie. Para aumentar aún más el grado de vacío, las contramedidas comúnmente utilizadas son las siguientes:


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Fig.1 Relación entre presión y tiempo de bombeo

 

(1) Seleccione materiales que emitan menos gas en la superficie.

 

(2) Reducir el área de superficie del material mediante electropulido, etc., y posteriormente reducir la adsorción de moléculas de gas.

 

(3) La cavidad se hornea para promover la liberación de gas adsorbido en la superficie.

 

3. Cálculo del tiempo de bombeo en el Vacío Alto y el Rango de Vacío Ultra Alto

 

El campo de alto vacío y ultra alto vacío aquí se refiere a un grado de vacío por debajo de 0.2 Pa. Para el campo de alto vacío, la descarga de gas desde la pared del recipiente y los objetos en el recipiente deben considerarse completamente. Por lo tanto, el cálculo del tiempo de bombeo y la velocidad de bombeo es diferente del de bajo vacío.

 

 

presión p (t) alcanzada

 

Velocidad de bombeo real

 

Ql-cavidad de fuga

 

Qg (t): la cantidad de gas liberado dentro de la cámara

 

P0-presión inicial

 

La cantidad de gas liberado Qg (t) disminuye con el tiempo t. Al comienzo del cálculo, suponiendo un tiempo de bombeo, el grado de vacío obtenido se obtiene en función de la cantidad de aire de purga en el momento. Si el resultado del cálculo p (t) no es coherente con el grado de vacío deseado, se vuelve a suponer el tiempo y se calcula nuevamente la cantidad de gas liberado de acuerdo con el nuevo tiempo hipotético. Repetidamente, eventualmente p (t) se encuentre dentro del rango de vacío requerido.

 

El cálculo del tiempo de bombeo en el área de alto vacío es mucho más complicado que en el área de bajo vacío. Cuando la superficie interna de la cámara de vacío se somete a una limpieza con alcohol y se cuece a 150-200 ° C, la emisión de gas de esta última se reducirá en aproximadamente un 10%. Por lo tanto, el grado de vacío alcanzado por la misma bomba también es mayor.

 

La forma y el material de los componentes en la cámara de vacío también afectan en gran medida el grado de vacío alcanzado y el tiempo de bombeo. Si se utiliza un material a base de resina, el grado de vacío alcanzado será de dos a tres órdenes de magnitud peor que la mera descarga del gas de la superficie del metal. Cuando se usan tornillos internos, el gas residual en la porción de rosca se libera lentamente con el tiempo de bombeo. Para acelerar la descarga de gas de la pieza roscada, haga un agujero en el centro del tornillo o abra un orificio de ventilación en el costado de la rosca (Fig.2). Por lo tanto, cuanto más compleja es la estructura interna, más factores afectan el vacío.

 

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Fig.2 Dibujo esquemático del bombeo de hilo.