вакуумная техника что это такое

Вакуумная техника

Полезное

Смотреть что такое «Вакуумная техника» в других словарях:

вакуумная техника — Техника получения, поддержания вакуума и проведения вакуумных измерений. [ГОСТ 5197 85] Тематики вакуумная техника EN vacuum technology DE Vakuumtechnik FR technique du vide … Справочник технического переводчика

ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА — ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА, совокупность устройств, приборов и т.п. для создания, поддержания, измерения и использования вакуума в научных, народнохозяйственных и других целях (например, вакуумметры, насосы) … Современная энциклопедия

Вакуумная техника — ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА, совокупность устройств, приборов и т.п. для создания, поддержания, измерения и использования вакуума в научных, народнохозяйственных и других целях (например, вакуумметры, насосы). … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА — получение, измерение и применение давлений порядка тысячной нормального атмосферного давления и более низких. Вакуумная техника, методы которой когда то не выходили за пределы научной лаборатории, в настоящее время применяется во многих отраслях… … Энциклопедия Кольера

вакуумная техника — vakuumo technika statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Mokslo ir technikos šaka, apimanti vakuumo gavimo būdus ir jo praktinį naudojimą. atitikmenys: angl. vacuum technique; vacuum technology vok. Vakuumeinrichtung, f;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

вакуумная техника — vakuumo technika statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vakuumo gavimo, išlaikymo ir kontroliavimo metodai bei įrenginiai. atitikmenys: angl. vacuum technique; vacuum technology vok. Vakuumeinrichtung, f; Vakuumtechnik, f rus … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

вакуумная техника — vakuuminė technika statusas T sritis chemija apibrėžtis Vakuumo gavimo, palaikymo ir kontroliavimo metodų bei įrenginių visuma. atitikmenys: angl. vacuum technics rus. вакуумная техника … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

вакуумная техника — vakuumo technika statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. vacuum technique; vacuum technology vok. Vakuumtechnik, f rus. вакуумная техника, f pranc. technique de vide, f … Fizikos terminų žodynas

вакуумная техника — vakuuminė technika statusas T sritis Energetika apibrėžtis Vakuumo gavimo, palaikymo, kontrolės metodai ir įrenginiai. Vakuumo technika naudojama elektrotechnikos, chemijos pramonėje, šiluminėje ir šaldymo technikoje ir kt. atitikmenys: angl.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

ВАКУУМНАЯ ТЕХНИКА — техника получения, поддержания вакуума и проведения вакуумных измерений. Осн. устройства и приборы, используемые в В. т., вакуумные насосы; вакуумная арматура (напр., клапаны, затворы, ловушки, натекатели); средства измерения давления (напр.,… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Источник

Вакуумная техника что это такое

Основы вакуумной техники

1.1. Основные термины и определения

Вакуумом называют состояние газа или пара при давлении ниже атмосферного. Количественной характеристикой вакуума служит абсолютное давление (разница между атмосферным и вакуумным). Вакуумная техника – прикладная наука, рассматривающая проблемы изучения и поддержания вакуума, а так же вопросы разработки конструирования и применение вакуумных систем и их элементов.
Вакуум бывает: низкий; средний; высокий; сверхвысокий.
Низкий и средний вакуум используются в осветительных приборах. Высокий – используется в приемно-усилительных генераторных лампах.
Сверхвысокий вакуум используется в металлургии (плавка и переплавка в вакууме) для получения различных сплавов, для получения сверхчистых веществ, полупроводников, диэлектриков и т. д.; кристаллизация (искусственные сапфиры); диффузионная сварка (для соединения деталей из металлов с сильно различающимися температурами плавления).

Химическая промышленность – вакуумные сушильные аппараты, вакуумные фильтры, кристаллизирующие вакуумные аппараты.
Электротехническая промышленность производство кабелей, электродвигателей с использованием вакуумной пропитки.
Оптическая промышленность – производство зеркал (вакуумное алюминирование), просветленная оптика, производство биноклей, очков и т. д.
Пищевая промышленность – вакуумные упаковки, доильные аппараты, пылесосы.
Транспорт – вакуумные усилители тормозных систем.
Медицина – производство и хранение медикаментов.
Интенсивность протекания физико-химических процессов в вакууме зависит от соотношения между числом столкновения молекул газа со стенками ограничивающего сосуда и числом взаимных столкновений молекул, характеризуется отношением средней длины свободного пути молекул к характерному размеру сосуда. Это число называется числом Кнудсена.

,

где: – средняя длина свободного пути молекулы; l – характерный размер сосуда.
На основании числа Кнудсена идет деление по степеням вакуума. Степень вакуума определяется равновесным давлением, которое устанавливается в откачиваемом объеме под действием противоположных процессов, откачки газа насосом и поступления газа в объем за счет натекания через неплотности диффузионных и технологических газовыделений и проницаемости газа через стенки сосуда.
Низкий вакуум
Характеризуется давлением газа, при котором средняя длина пробега молекул значительно меньше характерного линейного размера сосуда. Эта область давлений от 10 до 100 МПа.
Средний вакуум
Характеризуется давлением газа, при котором средняя длина пробега молекул приближенно равна характерному линейному размеру сосуда. Эта область давлений от 100 до 0,1 МПа.
Высокий вакуум
Характеризуется давлением газа, при котором средняя длина пробега молекул значительно больше характерного линейного размера сосуда. Эта область давлений от 0,1 до 10 МПа.
Сверхвысокий вакуум
Характеризуется давлением газа, при котором не происходит заметного изменения свойств поверхности первоначально свободной от абсорбирующего газа за время, существующее для рабочего процесса.
Газ – состояние вещества, при котором движение молекул практически неограниченно межмолекулярными силами и занимает весь объем.
Давление в точке газового пространства – отношение скорости переноса нормальной составляющей количества движения. Откачка – уменьшение молекулярной концентрации газа при помощи устройств поглощающих газ.
Время откачки – время необходимое для уменьшения давления в откачивающей системе насосом конкретного типа.
Остаточный газ – газ оставшийся после откачки в вакуумной системе.
Предельное остаточное давление – наименьшее давление, которое может быть достигнуто при конкретных устройств для откачки.
Форвакуум – вакуум, создаваемый насосом более низкого вакуума при последовательной работе нескольких насосов.
Молекулярная концентрация – число молекул газа в единице объема.
Длина свободного пути молекулы – длина пути молекулы между двумя последовательными столкновениями с другими молекулами.
Средняя длина свободного пути молекулы – среднеарифметическое расстояние, которое молекула проходит между двумя последними столкновениями.
Диффузия газа – движение газа в другой среде под влиянием градиента концентраций.
Коэффициент диффузии – отношение абсолютной скорости потока молекул через единицу поверхности к градиенту концентраций.
Вязкостное течение – течение газа в канале при условии, когда длина свободного пути молекулы очень мала по сравнению с наименьшим поперечным сечением канала.
Температурная транспирация – течение газа между соединенными сосудами.
Поток молекул – число молекул, проходящих через некоторое сечение в единицу времени. Плотность потока молекул – отношение результирующего потока молекул к поверхности, которую он пересекает.
Результирующий поток молекул – отношение потока молекул определенного разностью между числом молекул пересекающих поверхность за данный интервал температуры в заданном направлении и числом молекул через эту поверхность в обратном направлении к этому времени.
Массовый поток газа – масса газа пресекающего определенную поверхность за единицу времени.
Проводимость – отношение потока к разности средних давлений в двух сечениях потока при изотермическом равновесии. Сопротивление величина обратная проводимости.
Сорбция – поглощение газа или пара твердым веществом или жидкостью. Десорбция-обратный процесс.
Коэффициент аккомодации – отношение средней энергии реально передаваемой поверхности налетающими частицами средней энергии, которая может быть передана в случае достижения полного теплового равновесия.
Частота столкновений – отношение числа сталкивающихся с поверхностью молекул в заданный интервал времени к этому интервалу и площади поверхности.
Скорость прилипания – число молекул, сорбированных на единице площади поверхности в единицу времени.
Время удерживания – среднее время, в течении которого молекулы удерживаются на поверхности в состоянии сорбции.
Миграция – движение молекулы на поверхности.
Газовыделение – самопроизвольное выделение газа из материала в вакуум.
Обезгаживание – принудительное удаление газа из материала.
Проницаемость твердой перегородки – отношение потока газа через перегородку к потоку через тоже течение при отсутствии перегородки является функцией давления по обе стороны перегородки и ее структуры.
Коэффициент проницаемости – отношение произведения проницаемости на толщину перегородки к ее площади.
Натекание – проникновение газа из окружающей среды в откачиваемый сосуд.

1.2. Давление в вакууме

Основой физики вакуума являются следующие постулаты:
1. Газ состоит из отдельных, движущихся молекул.
2. Существует постоянное распределение молекул газа по скоростям, т. е. одной и той же скоростью обладает всегда одинаковое число молекул.
3. При движении молекул газа нет преимущественных направлений, пространство газовых молекул изотропно.
4. Температура газа величина пропорциональная средней кинетической энергии его молекул.
5. При взаимодействии с поверхностью твердого тела молекула газа абсорбируется.
При взаимодействии газа с поверхностью твердого тела нормальная составляющая изменения количества движения молекулы будет равна:,
где θ – угол между нормалью поверхности и вектором скорости; v – скорость молекулы; m – масса молекулы.
Рассмотрим случай, когда между поверхностью и газовой средой существует энергетическое равновесие, в этом случае суммарное изменение количества движения абсорбированной и десорбированной молекул будет равняется .
Согласно второму закону Ньютона, давление молекулы на поверхность:

, (1.1)

где: Δt – время взаимодействия молекулы с поверхностью; ΔF – площадь поверхности.
Число молекул в элементарном объеме dV, движущихся в направлении площадки ΔF, пропорционально согласно третьему постулату, пропорционально телесному углу dW, под которым из центра dV видна площадка ΔF.

. (1.2)
Телесный угол
, (1.3)
где r – расстояние между выделенным объектом и поверхностью.
Объем в полярной системе координат:

(1.4)

Давление газа на поверхность найдем интегрированием по объему полусферы, из которой молекулы достигают поверхности за время Δt с радиусом .
С учетом (1.1) получаем:

(1.5)

Подставляя (1.2), (1.3), (1.4) в (1.5), получим:

, (1.6)

где n – молекулярная концентрация.
Согласно постулату 2, введем вместо постоянной среднеквадратичную скорость молекулы.

,
тогда

(1.7).
Учитывая, что плотность газа ρ=nm, получим .
Условия равновесия, использованные при выводе уравнения (1.7) могут, не выполнятся, например, в случае конденсирующей поверхности, с которой из-за очень большого времени адсорбции не происходит десорбция молекул газа, и наоборот, тело в космическом пространстве десорбирует молекулы с поверхности, а количеством молекул ударяющихся об это тело, можно пренебречь. В этих случаях необходимо точно знать соотношение потоков падающих и вылетающих молекул газа.

1.3. Газовые законы

Если в объеме находится смесь из К газов, то давление смеси:

(1.8)

или (1.9) – закон Дальтона.

Т. к. температура, согласно 4 постулату, пропорциональна кинетической энергии молекулы, можно записать ,
где с – некоторая постоянная.
Тогда (1.7) можно записать в виде:
.
Обозначим , тогда (1.10),
а средняя кинетическая энергия молекулы:

(1.11)

Уравнение (1.10) называют уравнением газового состояния, оно связывает три основных параметра: давление, молекулярную концентрацию и температуру. Константа k=1.38∙10-23Дж/к – постоянная Больцмана.
Уравнение (1.10) также можно представить в виде:

, (1.12),
где М – молекулярная масса газа; V – объём газа; NA=М/m=6.02∙1028 к моль-1 – число Авагадро; R=kNA=8.31∙103, Дж/Кмоль – универсальная газовая постоянная.
1.4. Частота соударений молекул с поверхностью

Число молекул, соударяющихся об единицу поверхности в единицу времени:

(1.13)

С учетом функции распределения молекул по скоростям получаем

, (1.14)

где Vар – средняя арифметическая скорость.
Объем газа, ударяющегося об единицу поверхности в единицу времени можно выразить через частоту соударений и молекулярную концентрацию

(1.15)

Данное выражение не зависит от давления и определяет максимальную быстроту действия идеального вакуумного насоса, откачивающего все молекулы газа, которые попадают в него через входное отверстие.

1.5. Распределение молекул газа по скоростям

При соударении друг с другом или со стенками вакуумной камеры молекулы изменяют свои скорости, как по величине, так и по направлению. Используя гипотезы о стационарном распределении по скоростям и изотропности пространства, Максвелл получил функцию распределения молекул по скоростям

, (1.16)

где dnV – число молекул скорости, которых находятся в пределах от V до 0.
Скорость, при которой наблюдаются максимальные функции распределения, называют наиболее вероятной скоростью

. (1.17)

Если ввести обозначения , то получим .
Используются безразмерная дифференциальная – f(c)=dnV/(ndc) b и интегральная – F(c)= функции распределения молекул по скоростям.
В расчетах также используют среднеарифметическую скорость

(1.18)
и среднеквадратичную
(1.19).

Соотношение между скоростями Vвер, Vар, Vкв составляет 1:1,128:1,225.

Таблица 1.1.
Среднеарифметические скорости газов при различных температурах

Источник

Вакуумная техника, вакуум оборудование для промышленности. Виды вакуумной техники

Вакуум — состояние газа (пара) при давлениях ниже атмосферного. Данное понятие применяется только для газа или пара, который заключен в ограниченный объем. Вакуум бывает

Вакуумная техника — это техника, которая способна создавать вакуум, различающийся по своим характеристикам (низкий, средний, высокий, сверхвакуум).

Виды вакуумной техники

Вакуум способны создавать различные насосы. Процесс создания вакуума идет путем периодического расширения и сжатия рабочего объема, в котором находится газ. Существуют механические насосы, отличающиеся своими рабочими частями:

Данные насосы создают устойчивый, но низкий вакуум. Более глубокий вакуум способны создать пароструйные и паромасляные диффузионные насосы. Хотя для их успешного функционирования все равно нужны механические насосы, которые поддерживают необходимое давление.

Для того чтобы получить сверхвакуум можно использовать

Конструкция криогенного насоса

Для того, чтобы добиться сверхвысокого вакуума необходимо использовать специальные ловушки, которые будут находиться между насосом и вакуумной камерой.

Диффузионные насосы также относятся к вакуумной технике. Конструкция их может быть разной. Все будет зависеть от области применения данных насосов.

Конструкция диффузионного насоса

К вакуумной техники относятся различные испытательные установки:

Климатическая камера позволяет моделировать агрессивное воздействие окружающей среды, имеет высокоточные приборы для контроля над уровнем влажности и температуры и применяется в научно-исследовательских учреждениях, разрабатывающих оборудование для машиностроения, а также оборонной и авиационной промышленности. Хотя, в целом, используются климатические камеры для испытаний различных материалов.

Также к вакуумной технике относится пневмотранспорт, который широко распространен в сельском хозяйстве и на различных производствах, где приходится работать с сыпучими материалами.

Вакуумное оборудование

Вакуумное оборудование – это установки с ограниченным объемом вакуумного пространства, которые используют для решения разного рода задач. Вакуумное оборудование очень популярно на рынке. Скорее всего, это связано с тем, что сфера применения его широка. Оно используется

Его используют при производстве различных материалов, например, пластмасс. Дополняют им эксплуатируемые трубопроводовы. Применяют в автомобиле- и авиастроении.

В промышленности широко применяется вакуумное напыление и вакуумная металлизация оборудования.
Напыление в вакууме — это довольно популярная альтернатива изготовлению дорогостоящих изделий из драгоценных металлов: их производство осуществляется из металлов или сплавов доступной цены с нанесением металлизированного напыления. Вакуумная металлизация — это процесс получения высококачественных оптических и функциональных покрытий.

Выделяют следующие виды современного вакуумного оборудования:

Существует также компрессорное вакуумное оборудование. Вакуумные компрессоры используются во всех промышленных отраслях. Их применяют как для перекачивания, так и для сжатия, траспортировки, утилизации различных веществ.

Конструкция вакуумного компрессора

Все промышленное вакуумное оборудование имеет следующие характеристики:

Среди всего вакуумного оборудования особо выделяют:

Эталонные вакуумметрические установки

Среди всего вакуумного оборудования, представленного на рынке можно выделить также вакуумные шланги, которые являются составной частью любой вакуумной установки. Комплектующими для вакуумного оборудования также будут различные гайки, фитинги, трубки, рукава, переходники.

Важной частью любой вакуумной системы являются вакуумные насосы, которые также широко представлены на рынке подобной продукции. Существует большое количество вакуумных насосов:

Вакуумметр также важная составная часть любой вакуумной системы. Он измеряет давления в установке.

К комплектующим любой вакуумной системы можно также отнести вакуумную запорную и конструкционную арматуру (клапаны и затворы).

Купить вакуумное оборудование можно у различных производителей, работающих по всему миру. Но производители вакуумного оборудования в России также гарантируют качество и высокие эксплуатационные характеристики. Продажа вакуумного оборудования от российских производителей происходит по всей стране, в этом участвуют различные дистрибьюторы. Стоимость вакуумного оборудования достаточно высока, но такая цена оправдана высоким уровнем производительности.

Ремонт и обслуживание вакуумного оборудования обычно производит фирма-производитель. Это является частью гарантийных услуг.

Источник