Дайте понятие вакуума


Понятие вакуума и единицы измерения

Термин «вакуум«, как физическое явление — среда, в которой давление газа ниже атмосферного давления.

Количественной характеристикой вакуума служит абсолютное давление. Основной единицей измерения давления в Международной системе (СИ) служит Паскаль (1 Па = 1Н/м2). Однако, на практике встречаются и другие единицы измерения, такие как миллибары (1 мбар = 100Па) и Торры или миллиметры ртутного столба (1 мм.рт.ст. = 133,322 Па). Данные единицы не относятся к СИ, но допускаются для измерения кровяного давления.

Уровни вакуума

В зависимости от того, на сколько давление ниже атмосферного (101325 Па), могут наблюдаться различные явления, вследствие чего могут использоваться различные средства для получения и измерения такого давления. В наше время выделяют несколько уровней вакуума, каждый из которых имеет свое обозначение в соответствии с интервалами давления ниже атмосферного:

  • Низкий вакуум (НВ): от 105 до 102 Па,
  • Средний вакуум (СВ): от 102 до 10-1 Па,
  • Высокий вакуум (ВВ): от 10-1 до 10-5 Па,
  • Сверхвысокий вакуум (СВВ): от 10-5 до 10-9 Па,
  • Черезвычайно высокий вакуум (ЧВВ): <10-9 Па.

Данные уровни вакуума в зависимости от области применения разделяют на три производственные группы.

— Низкий вакуум: в основном используется там где требуется откачка большого количества воздуха. Для получения низкого вакуума используют электромеханические насосы лопастного типа, центробежного, насосы с боковым каналом, генераторы потока и т.д.

Низкий вакуум применяется, например, на фабриках шелкотрафаретной печати.

— Промышленный вакуум: термин “промышленный вакуум” соотвествует уровню вакуума от -20 до -99 кПа. Данный диапазон используется в большинстве применений. Индустриальный вакуум получают с помощью ротационных, жидкостно-кольцевых,поршневых насосов и лопастных вакуумных генераторов по принципу Вентури. Область применения промышленного вакуума включает в себя захват присосками, термоформование, вакуумный зажим, вакуумная упаковка и др.

— Технический вакуум: соответствует уровню вакуума от -99 кПа. Такой уровень вакуума получают при помощи двухуровневых ротационных насосов, эксцентриковых роторных насосов, вакуумных насосов Рутса, турбомолекулярных насосов, диффузионных насосов, криогенных насосов и т.д


Такой уровень вакуума используется в основном при лиофилизации, металлизации и термообработке. В науке технический вакуум используется в качестве симуляции космического пространства.

Наивысшее значение вакуума на земле значительно меньше значения абсолютного вакуума, которое остается чисто теоретическим значением. Фактически, даже в космосе, несмотря на отсутствие атмосферы, имеется небольшое количество атомов.

Основным толчком к развитию вакуумных технологий послужили исследования в промышленной области. В настоящий момент существует большое количество применений в различных секторах. Вакуум используется в электролучевых трубках, лампах накаливания, ускорителях частиц, в металлургии, пищевой и аэрокосмической индустрии, в установках для контроля ядерного синтеза, в микроэлектронике, в стекольной и керамической промышленности, в науке, в промышленной роботехнике, в системах захвата с помощью вакуумных присосок и т.д.

Источник: kipservis.ru

Технический вакуум[править | править код]


На практике сильно разреженный газ называют техническим вакуумом. В макроскопических объёмах идеальный вакуум недостижим на практике, поскольку при конечной температуре все материалы обладают ненулевой плотностью насыщенных паров. Кроме того, многие материалы (в частности толстые металлические, стеклянные и иные стенки сосудов) пропускают газы. В микроскопических объёмах, однако, достижение идеального вакуума в принципе возможно.

Мерой степени разрежения вакуума служит длина свободного пробега молекул газа

λ {displaystyle lambda }

, связанной с их взаимными столкновениями в газе, и характерного линейного размера

d {displaystyle d}

сосуда, в котором находится газ.

Строго говоря, техническим вакуумом называют газ в сосуде или трубопроводе с давлением ниже, чем в окружающей атмосфере. Согласно другому определению, когда молекулы или атомы газа перестают сталкиваться друг с другом, и газодинамические свойства сменяются вязкостными (при давлении около 1 мм рт.ст.), говорят о достижении низкого вакуума (


λ d {displaystyle lambda ll d}

; 1016 молекул на 1 см³). Обычно между атмосферным воздухом и высоковакуумным насосом стоит так называемый форвакуумный насос, создавая предварительное разрежение, поэтому низкий вакуум часто называют форвакуум. При дальнейшем понижении давления в камере увеличивается средняя длина свободного пробега

λ {displaystyle lambda }

молекул газа. При

λ / d 1 {displaystyle lambda /dgg 1}


молекулы газа гораздо чаще сталкиваются со стенками, чем друг с другом. В этом случае говорят о высоком вакууме (10−5 мм рт.ст.; 1011 молекул на 1 см³). Сверхвысокий вакуум соответствует давлению 10−9 мм рт.ст. и ниже. В сверхвысоком вакууме, например, обычно проводятся эксперименты с использованием сканирующего туннельного микроскопа. Для сравнения, давление в космосе на несколько порядков ниже — 109 молекул на 1 см³ (миллиард молекул в кубическом сантиметре), в дальнем же космосе и вовсе может достигать 10−16 мм рт.ст. и ниже (1 молекула на 1 см³)[2].

Высокий вакуум в микроскопических порах некоторых кристаллов и в ультратонких капиллярах достигается уже при атмосферном давлении, поскольку диаметр поры/капилляра становится меньше, чем длина свободного пробега молекулы, равная в воздухе при нормальных условиях ~60 нанометрам[3].


Аппараты, используемые для достижения и поддержания вакуума, называются вакуумными насосами. Для поглощения газов и создания необходимой степени вакуума используются геттеры. Более широкий термин вакуумная техника включает также приборы для измерения и контроля вакуума, манипулирования предметами и проведения технологических операций в вакуумной камере и т. д. Высоковакуумные насосы являются сложными техническими приборами. Основные типы высоковакуумных насосов — это диффузионные насосы, основанные на увлечении молекул остаточных газов потоком рабочего газа, геттерные, ионизационные насосы, основанные на внедрении молекул газа в геттеры (например, титан) и криосорбционные насосы (в основном, для создания форвакуума).

Даже в идеальном вакууме при конечной температуре всегда имеется некоторое тепловое излучение (газ фотонов). Таким образом, тело, помещённое в идеальный вакуум, рано или поздно придёт в тепловое равновесие со стенками вакуумной камеры за счёт обмена тепловыми фотонами.

Вакуум является хорошим термоизолятором; перенос тепловой энергии в нём происходит лишь за счёт теплового излучения, конвекция и теплопроводность исключены. Это свойство используется для теплоизоляции в термосах (сосудах Дьюара), состоящих из ёмкости с двойными стенками, пространство между которыми вакуумировано.

Вакуум широко применяется в электровакуумных приборах — радиолампах (например, магнетронах микроволновых печей), электронно-лучевых трубках и т. п.

Физический вакуум[править | править код]


Под физическим вакуумом в квантовой физике понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. При этом такое состояние вовсе не обязательно соответствует пустоте: поле в низшем состоянии может быть, например, полем квазичастиц в твёрдом теле или даже в ядре атома, где плотность чрезвычайно высока. Физическим вакуумом называют также полностью лишённое вещества пространство, заполненное полем в таком состоянии[4][5]. Такое состояние не является абсолютной пустотой. Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. В некоторых конкретных теориях поля вакуум может обладать нетривиальными топологическими свойствами. В теории могут существовать несколько различных вакуумов, различающихся плотностью энергии или другими физическими параметрами (в зависимости от применяемых гипотез и теорий). Вырождение вакуума при спонтанном нарушении симметрии приводит к существованию непрерывного спектра вакуумных состояний, отличающихся друг от друга числом голдстоуновских бозонов. Локальные минимумы энергии при разных значениях какого-либо поля, отличающиеся по энергии от глобального минимума, носят название ложных вакуумов; такие состояния метастабильны и стремятся распасться с выделением энергии, перейдя в истинный вакуум или в один из нижележащих ложных вакуумов.


Некоторые из этих предсказаний теории поля уже были успешно подтверждены экспериментом. Так, эффект Казимира[6] и лэмбовский сдвиг атомных уровней объясняется нулевыми колебаниями электромагнитного поля в физическом вакууме. На некоторых других представлениях о вакууме базируются современные физические теории. Например, существование нескольких вакуумных состояний (упомянутых выше ложных вакуумов) является одной из главных основ инфляционной теории Большого взрыва.

Ложный вакуум[править | править код]

Ложный вакуум — состояние в квантовой теории поля, которое не является состоянием с глобально минимальной энергией, а соответствует её локальному минимуму. Такое состояние стабильно в течение определённого времени (метастабильно), но может «туннелировать» в состояние истинного вакуума.

Эйнштейновский вакуум[править | править код]

Эйнштейновский вакуум — иногда встречающееся название для решений уравнений Эйнштейна в общей теории относительности для пустого, без материи, пространства-времени. Синоним — пространство Эйнштейна.


Уравнения Эйнштейна связывают метрику пространства-времени (метрический тензор gμν) с тензором энергии-импульса. В общем виде они записываются как

G μ ν + Λ g μ ν = 8 π G c 4 T μ ν , {displaystyle G_{mu nu }+Lambda g_{mu nu }={8pi G over c^{4}}T_{mu nu },}

где тензор Эйнштейна Gμν является определённой функцией метрического тензора и его частных производных, R — скалярная кривизна, Λ — космологическая постоянная, Tμν — тензор энергии-импульса материи, π — число пи, c — скорость света в вакууме, G — гравитационная постоянная Ньютона.


Вакуумные решения этих уравнений получаются при отсутствии материи, то есть при тождественном равенстве нулю тензора энергии-импульса в рассматриваемой области пространства-времени: Tμν = 0. Часто лямбда-член также принимается равным нулю, особенно при исследовании локальных (некосмологических) решений. Однако при рассмотрении вакуумных решений с ненулевым лямбда-членом (лямбда-вакуум) возникают такие важные космологические модели, как модель Де Ситтера (Λ > 0) и модель анти-Де Ситтера (Λ < 0).

Тривиальным вакуумным решением уравнений Эйнштейна является плоское пространство Минковского, то есть метрика, рассматриваемая в специальной теории относительности.

Другие вакуумные решения уравнений Эйнштейна включают в себя, в частности, следующие случаи:

  • Космологическая модель Милна (частный случай метрики Фридмана с нулевой плотностью энергии)
  • Метрика Шварцшильда, описывающая геометрию вокруг сферически симметричной массы
  • Метрика Керра, описывающая геометрию вокруг вращающейся массы
  • Плоская гравитационная волна (и другие волновые решения)

Космическое пространство[править | править код]

Космическое пространство имеет очень низкую плотность и давление и является наилучшим приближением физического вакуума. Но космический вакуум не является действительно совершенным, даже в межзвёздном пространстве есть несколько атомов водорода на кубический сантиметр.

Звёзды, планеты и спутники держат свои атмосферы силой притяжения, и как таковой у атмосферы нет чётко очерченной границы: плотность атмосферного газа просто уменьшается с расстоянием от объекта. Атмосферное давление Земли падает до примерно 3,2×10−2 Па на 100 км высоты — на так называемой линии Кармана, которая является общим определением границы с космическим пространством. За этой линией изотропное давление газа быстро становится незначительным по сравнению с давлением излучения от Солнца и динамическим давлением солнечного ветра, поэтому определение давления становится трудно интерпретировать. Термосфера в этом диапазоне имеет большие градиенты давления, температуры и состава, и сильно варьируется в связи с космической погодой.

Плотность атмосферы в течение первых нескольких сотен километров выше линии Кармана всё ещё достаточна для оказания значительного сопротивления движению искусственных спутников Земли. Большинство спутников работают в этой области, называемой низкой околоземной орбитой, и должны подрабатывать двигателями каждые несколько дней для поддержания стабильной орбиты.

Космическое пространство заполнено большим количеством фотонов, так называемым реликтовым излучением, а также большим количеством реликтовых нейтрино, пока не поддающихся обнаружению. Текущая температура этих излучений составляет около 3 К, или −270 °C[7].

История изучения вакуума[править | править код]

Идея вакуума (пустоты) была предметом споров ещё со времён древнегреческих и древнеримских философов. Атомисты — Левкипп (ок. 500 г. до н. э.), Демокрит (около 460—370 гг. до н. э.), Эпикур (341—270 гг. до н. э.), Лукреций (ок. 99—55 гг. до н. э.) и их последователи — предполагали, что всё существующее — атомы и пустота между ними, причём без вакуума не было бы и движения, атомы не могли бы двигаться, если бы между ними не было пустого пространства. Стратон (ок. 270 г. до н. э.) и многие философы в более поздние времена полагали, что пустота может быть «сплошной» (vacuum coacervatum) и «рассеянной» (в промежутках между частицами вещества, vacuum disseminatum).

Напротив, Аристотель (384—322 гг. до н. э.) и ряд других философов считали, что «природа не терпит пустоты». Концепция «боязни пустоты» (horror vacui), зародившаяся ещё до Аристотеля, у Эмпедокла (ок. 490—430 гг. до н. э.) и других философов ионийской школы, в философской мысли Средневековой Европы стала доминирующей и приобрела религиозно-мистические черты.

Некоторые предпосылки к эмпирическому исследованию вакуума существовали ещё в античности. Древнегреческие механики создавали различные технические устройства, основанные на разрежении воздуха. Например, водяные насосы, действующие путём создания разрежения под поршнем, были известны ещё во времена Аристотеля. До нашего времени сохранился рисунок пожарного насоса, изобретённого «отцом пневматики» Ктезибием (ок. 250 г. до н. э.). Водяные насосы такого типа были фактически прообразами вакуумного поршневого насоса, появившегося спустя почти два тысячелетия. Ученик Ктезибия, Герон Александрийский, разработал поршневой шприц для вытягивания гноя, тоже являющийся по существу вакуумным устройством.

Эмпирическое изучение вакуума началось лишь в XVII веке, с концом Возрождения и началом научной революции Нового времени. К этому моменту уже давно было известно, что всасывающие насосы могут поднимать воду на высоту не более 10 метров. Например, в трактате Георгия Агриколы (1494—1555) «О горном деле» приведено изображение цепочки водяных насосов для откачки воды из шахты.

Галилей в своих «Беседах и математических доказательствах двух новых наук»[8] (1638), книге, которая завершила разгром аристотелевской физики, указывал, ссылаясь на практику, что высота, до которой всасывающие насосы поднимают воду, всегда одна и та же — около 18 локтей. В этой книге он, в частности, описывает фактически вакуумный прибор с поршнем, необходимый для сравнения сопротивления на разрыв воды и твёрдого тела, хотя и объясняет сопротивление растяжению, характерное для твёрдых тел и жидкостей, боязнью пустоты, предполагая существование между частицами вещества мельчайших пустых пор, расширяющихся при растяжении.

Под влиянием трактата Галилея, где указывалось на ограниченность «боязни пустоты», в 1639—1643 гг. Гаспаро Берти на фасаде своего дома в Риме соорудил устройство (в более поздней терминологии, барометрическую водяную трубу), которое можно считать первой установкой для физического исследования вакуума. В верхней, стеклянной закрытой части трубы высотой более 10 м, над водяным столбом, уравновешенным атмосферным давлением, обнаруживалось пустое пространство (на самом деле оно было заполнено водяными парами под давлением, равным упругости паров воды при температуре окружающей среды, а также выделившимся из воды растворённым воздухом, то есть давление в полости составляло около 0,1 атмосферы). Эмануэль Маньяно закрепил в этой полости колокольчик и молоток. Воздействуя на молоток магнитом, он ударял молотком по колокольчику. В результате этого первого в истории эксперимента в вакууме (точнее, в разреженном газе) было обнаружено, что звук колокольчика был приглушённым[9].

Учёный Рафаэло Маджотти[10] (1597—1656) из Рима сообщил об опытах Берти и Маньяно ученику Галилея, флорентийцу Эванджелисте Торричелли. При этом Маджотти высказал мысль, что более плотная жидкость остановилась бы на более низком уровне[11]. В 1644 году Торричелли (с помощью Винченцо Вивиани, другого ученика Галилея) сумел создать первую вакуумную камеру. Его работы, связанные с теориями атмосферного давления, послужили основой дополнительных экспериментальных методик. Вакуум по методу Торричелли (торричеллиева пустота) достигается путём наполнения ртутью длинной стеклянной трубки, запаянной с одного конца, а затем переворачиванием её таким образом, чтобы открытый конец трубки оказался под поверхностью ртути в более широком открытом сосуде[12]. Ртуть будет вытекать из трубки, пока сила тяжести ртутного столба не будет скомпенсирована атмосферным давлением. В свободном от ртути пространстве в верхнем, запаянном конце трубки образуется вакуум. Этот метод лежит в основе работы ртутного барометра. При стандартном атмосферном давлении высота ртутного столба, уравновешенного атмосферным давлением, равна 760 мм.

Около 1650 года немецкий учёный Отто фон Герике изобрёл первый вакуумный насос (поршневой цилиндр с водяным уплотнением), позволивший легко откачивать воздух из герметичных ёмкостей и экспериментировать с вакуумом[13]. Насос, названный автором antlia pneumatica, был ещё очень далек от совершенства и требовал не менее трёх человек для манипуляций с поршнем и кранами, погруженными в воду, для лучшей изоляции образующейся пустоты от наружного воздуха. Однако с его помощью Герике сумел продемонстрировать многие свойства вакуума, в частности, поставив знаменитый опыт с Магдебургскими полушариями. Герике создал также водяной барометр, по принципу действия аналогичный ртутному барометру Торричелли, хотя из-за меньшей плотности воды по сравнению с ртутью высота водяного столба, уравновешивающего атмосферное давление, в 13,6 раз больше — около 10 метров. Герике впервые выяснил, что вакуум не проводит звук и что горение в нём прекращается[14].

Вакуумный насос Герике был значительно усовершенствован Робертом Бойлем, что позволило ему выполнить ряд экспериментов для выяснения свойств вакуума и его влияния на различные объекты. Бойль обнаружил, что в вакууме гибнут мелкие животные, огонь потухает, а дым опускается вниз (и, следовательно, так же подвержен влиянию силы тяжести, как и другие тела). Бойль выяснил также, что поднятие жидкости в капиллярах происходит и в вакууме, и тем самым опроверг господствовавшее тогда мнение, что в этом явлении участвует давление воздуха. Напротив, перетекание жидкости через сифон в вакууме прекращалось, чем было доказано, что это явление обусловлено атмосферным давлением. Он показал, что при химических реакциях (таких, как гашение извести), а также при взаимном трении тел тепло выделяется и в вакууме.

Влияние на людей и животных[править | править код]

Люди и животные, подвергшиеся воздействию вакуума, теряют сознание через несколько секунд и умирают от гипоксии в течение нескольких минут, но эти симптомы, как правило, не похожи на те, которые показывают в популярной культуре и СМИ. Снижение давления понижает температуру кипения, при которой кровь и другие биологические жидкости должны закипеть, но упругое давление кровеносных сосудов не позволяет крови достичь температуры кипения 37 °С[15]. Хотя кровь не вскипает, эффект образования газовых пузырьков в ней и других жидкостях тела при низких давлениях, известный как эбуллизм (воздушная эмфизема), является серьёзной проблемой. Газ может раздувать тело в два раза больше его нормального размера, но ткани достаточно эластичны, чтобы предотвратить их разрыв[16]. Отёки и эбуллизм можно предотвратить специальным лётным костюмом. Астронавты шаттлов носили специальную эластичную одежду под названием Crew Altitude Protection Suit (CAPS), которая предотвращает эбуллизм при давлении более 2 кПа (15 мм рт.ст.)[17]. Быстрое испарение воды охлаждает кожу и слизистые оболочки до 0 °С, особенно во рту, но это не представляет большой опасности.

Эксперименты на животных показывают, что после 90 секунд нахождения организма в вакууме обычно происходит быстрое и полное восстановление организма, однако более долгое пребывание в вакууме фатально и реанимация бесполезна[18]. Имеется лишь ограниченный объем данных о влиянии вакуума на человека (как правило, это происходило при попадании людей в аварию), но они согласуются с данными, полученными в экспериментах на животных. Конечности могут находиться в вакууме гораздо дольше, если дыхание не нарушено[19]. Первым показал, что вакуум смертелен для мелких животных, Роберт Бойль в 1660 году.

Измерение[править | править код]

Степень вакуума определяется количеством вещества, оставшимся в системе. Вакуум, в первую очередь, определяется абсолютным давлением, а полная характеристика требует дополнительных параметров, таких как температура и химический состав. Одним из наиболее важных параметров является средняя длина свободного пробега (MFP) остаточных газов, которая указывает среднее расстояние, которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего. Если плотность газа уменьшается, MFP увеличивается. MFP в воздухе при атмосферном давлении очень короткий, около 70 нм, а при 100 мПа (~1×10−3 торр) MFP воздуха составляет примерно 100 мм. Свойства разреженного газа сильно изменяются, когда длина свободного пробега становится сравнима с размерами сосуда, в котором находится газ.

Вакуум подразделяется на диапазоны в соответствии с технологией, необходимой для его достижения или измерения. Эти диапазоны не имеют общепризнанных определений, но типичное распределение выглядит следующим образом[20][21]:

Давление (мм рт.ст.) Давление (Па)
Атмосферное давление 760 1,013×10+5
Низкий вакуум от 760 до 25 от 1×10+5 до 3,3×10+3
Средний вакуум от 25 до 1×10−3 от 3,3×10+3 до 1,3×10−1
Высокий вакуум от 1×10−3 до 1×10−9 от 1,3×10−1 до 1,3×10−7
Сверхвысокий вакуум от 1×10−9 до 1×10−12 от 1,3×10−7 до 1,3×10−10
Экстремальный вакуум <1×10−12 <1,3×10−10
Космическое пространство от 1×10−6 до <3×10−17 от 1,3×10−4 до <1,3×10−15
Абсолютный вакуум 0 0

Применение[править | править код]

Вакуум полезен для многих процессов и применяется в разных устройствах. Впервые для массово используемых товаров он был применён в лампах накаливания с целью защиты нити от химического разложения. Химическая инертность материалов, обеспечиваемая вакуумом, также полезна для электронно-лучевой сварки, холодной сварки, вакуумной упаковки и вакуумной жарки. Сверхвысокий вакуум используется при изучении атомарно чистых субстратов, так как только очень высокий вакуум сохраняет поверхности чистыми на атомарном уровне в течение достаточно длительного времени (от минут до суток). При высоком и сверхвысоком вакуумировании устраняется противодействие воздуха, позволяя пучкам частиц осаждать или удалять материалы без загрязнения. Этот принцип лежит в основе химического осаждения из газовой фазы, вакуумного напыления и сухого травления, которые применяются в производстве полупроводников и оптических покрытий, а также в химии поверхности. Снижение конвекции обеспечивает теплоизоляцию в термосах. Глубокий вакуум понижает температуру кипения жидкости и способствует низкой температуре дегазации, которое используется в сублимационной сушке, приготовлении клея, перегонке, металлургии и вакуумной очистке. Электрические свойства вакуума делают возможными электронные микроскопы и вакуумные трубки, включая катодные лучевые трубки. Вакуумные выключатели используются в электрических распределительных устройствах. Вакуумный пробой имеет промышленное значение для производства определенных марок стали или материалов высокой чистоты. Исключение трения воздуха полезно для накопления энергии маховика и ультрацентрифуг.

Управляемые вакуумом машины[править | править код]

Вакуум обычно используется, чтобы произвести всасывание, которое имеет ещё более широкий спектр применения. Паровой двигатель Ньюкомена использовал вакуум вместо давления, чтобы управлять поршнем. В XIX веке вакуум был использован для тяги на экспериментальной пневматической железной дороге Изамбарда Брунеля. Вакуумные тормоза когда-то широко использовались на поездах в Великобритании, но, за исключением исторических железных дорог, они были заменены пневматическими тормозами.

Вакуум впускного коллектора можно использовать для того, чтобы управлять вспомогательным оборудованием на автомобилях. Наиболее известное применение — это вакуумный усилитель для увеличения мощности тормозов. Ранее вакуум применялся в вакуум-приводах стеклоочистителя и топливных насосах Autovac. Некоторые авиационные приборы (авиагоризонт и указатель курса) обычно управляются вакуумом, как страховка от выхода из строя всех (электрических) приборов, поскольку ранние самолеты часто не имели электрических систем, и поскольку есть два легкодоступных источников вакуума на движущемся самолете, двигатель и трубка Вентури. При вакуумноиндукционной плавке применяют электромагнитную индукцию в вакууме.

Поддержание вакуума в конденсаторе важно для эффективной работы паровых турбин. Для этого используется паровой инжектор или водокольцевой насос. Обычный вакуум, поддерживаемый в паровом объёме конденсатора на выхлопном патрубке турбины (еще его называют давление конденсатора турбины), находится в диапазоне от 5 до 15 кПа, в зависимости от типа конденсатора и условий окружающей среды.

Дегазация[править | править код]

Испарение и сублимация в вакууме называется дегазацией. Все материалы, твердые или жидкие, немного парят (происходит газовыделение), и их дегазация необходима когда давление вакуума падает ниже давления их пара. Парение материалов в вакууме имеет такое же эффект как натекание и может ограничить достижимый вакуум. Продукты испарения могут конденсироваться на близлежащих более холодных поверхностях, что может вызвать проблемы, если они покроют оптические приборы или вступят в реакцию с другими материалами. Это вызывает большие трудности при полётах в космосе, где затемненный телескоп или элемент солнечной батареи может сорвать высокозатратную операцию.

Самым распространенным выделяющимся продуктом в вакуумных системах является вода, поглощенная материалами камер. Её количество может быть уменьшено сушкой или прогревом камеры и удалением абсорбирующих материалов. Испаряющаяся вода может конденсироваться в масле пластинчато-роторных насосов и резко уменьшить их рабочую скорость, если не используется газобалластное устройство. Высоковакуумные системы должны быть чистыми, в них не должно оставаться органических веществ, чтобы свести к минимуму газовыделение.

Сверхвысокие вакуумные системы, как правило, отжигаются, желательно под вакуумом, чтобы временно повысить испарение всех материалов и выпарить их. После того, как большая часть испаряющихся материалов выпарена и удалена, система может быть охлаждена, для уменьшения парения материалов и минимизации остаточного газовыделения во время рабочей эксплуатации. Некоторые системы охлаждают существенно ниже комнатной температуры с помощью жидкого азота для полного прекращения остаточного газовыделения и одновременно создания эффекта криогенной откачки системы.

Откачка и атмосферное давление[править | править код]

Газы вообще нельзя вытолкнуть, поэтому вакуум не может быть создан всасыванием. Всасывание может распространить и разбавить вакуум, позволяя высокому давлению вводить в него газы, но, прежде чем всасывание может произойти, необходимо вакуум создать. Самый простой способ создать искусственный вакуум — расширить объем камеры. Например, мышца диафрагмы расширяет грудную полость, что приводит к увеличению объема легких. Это расширение уменьшает давление и создает низкий вакуум, который вскоре заполняется воздухом, нагнетаемым атмосферным давлением.

Чтобы продолжать опустошение камеры бесконечно, не используя постоянно её увеличение, вакуумирующий её отсек может быть закрыт, продут, расширен снова, и так много раз. Это принцип работы насосов с принудительным вытеснением (газопереносных), например, ручной водяной насос. Внутри насоса механизм расширяет небольшую герметичную полость для создания вакуума. Из-за перепада давления часть жидкости из камеры (или колодца, в нашем примере) вталкивается в маленькую полость насоса. Затем полость насоса герметично закрывается от камеры, открывается в атмосферу и сжимается до минимального размера, выталкивая жидкость.

Приведенное выше объяснение представляет собой простое введение в вакуумирование и не является типичным для всего диапазона используемых насосов. Разработаны много вариаций насосов с принудительным вытеснением, и множество конструкций насосов основаны на радикально других принципах. Насосы передачи импульса, которые имеют некоторое сходство с динамическими насосами, используемыми при более высоких давлениях, могут обеспечить намного более высокое качество вакуума, чем насосы с принудительным вытеснением. Газосвязывающие насосы способные захватывать газы в твердом или поглощенном состоянии, работают часто без движущихся частей, без уплотнений и без вибрации. Ни один из этих насосов не является универсальным; каждый тип имеет серьезные ограничения применения. У всех есть трудности с откачкой газов с малой массой молекул, особенно водорода, гелия и неона.

Самое низкое давление, которое может быть достигнуто в системе, кроме устройства насосов, также зависит от многих факторов. Несколько насосов могут быть соединены последовательно, в так называемые ступени, для достижения более высокого вакуума. Выбор уплотнений, геометрии камеры, материалов и процедур откачки — всё будет иметь эффект. В совокупности всё это называют вакуумной техникой. И иногда, итоговое давление — не единственная существенная характеристика. Насосные системы отличаются масляным загрязнением, вибрацией, избирательной откачкой определенных газов, скоростями откачки, прерывистостью эксплуатации, надежностью или устойчивостью к высоким скоростям натекания.

В системах со сверхвысоким вакуумом необходимо учитывать некоторые очень «странные» пути натекания и источники парения. Неприемлемым источником испарений становится способность к водопоглощению алюминия и палладия, приходится учитывать даже адсорбционную способность твердых металлов, таких как нержавеющая сталь или титан. Некоторые масла и смазки будут кипеть при высоком вакууме. Возможно, придется учитывать проницаемость металлических стенок камер, и направление зёрен металлических фланцев должно быть параллельным торцу фланца.

Самые низкие давления, которые в настоящее время достижимы в лабораторных условиях, составляют около 10-13 торр (13 пПа). Однако, давления ниже, чем 5×10-17 торр (6.7 фПа) были косвенно измеряемы криогенной вакуумной системе. Это соответствует ≈100 частиц / см3.

См. также[править | править код]

Применения

  • Вакуумная формовка
  • Электровакуумные приборы (электронные лампы, кинескопы, магнетроны, фотоумножители и т. д.)

Источник: ru.wikipedia.org

применяют  к некоиденсирующемуся газу, и к пару.
Давление газа на ограничивающую поверхность — отношение нормальной составляющей силы, действующей со стороны газа на ограничивающую поверхность, к площади этой поверхности.
Давление в определенной точке газового пространства — отношение скорости переноса нормальной составляющей количества движения, которое определяется движением молекул в обоих направлениях через область на воображаемой плоскости, проходящей через рассматриваемую точку, к площади этой области (при наличии потока молекул газа указывают ориентацию плоскости по отношению к вектору этого потока).
Откачка — уменьшение молекулярной концентрации газа при помощи устройств, удаляющих или поглощающих газ.
Время откачки — время, необходимое для уменьшения давления в откачиваемом сосуде до определенного значения насосом конкретного типа или вида.
Остаточный газ — газ, оставшийся в вакуумной системе после откачки.
Предельное остаточное давление — наименьшее давление, которое может быть достигнуто в определенных условиях при использовании конкретных устройств для откачкн.
Форвакуум — вакуум, создаваемый насосом более низкого вакуума при последовательной работе нескольких насосов.
Абсолютное давление газа — давление газа, отсчитываемое от нулевого.
Атмосферное давление — абсолютное давление атмосферы.
Нормальное состояние газа — состояние газа при нормальных условиях: давлении 101 325 Па и температуре 273 К.
Разреженный газ — газ, молекулярная концентрация которого меньше его концентрации при нормальных условиях.
Парциальное давление — давление определенного компонента газовой смеси.
Полное давление — сумма парциальных давлений компонентов газовой смеси.
Количество газа — произведение объема, занимаемого газом, на его давление.
Пар — газ, температура которого ниже критической (газ, который можно перевести в конденсированную фазу только повышением давления).
Насыщенный пар — пар, находящийся в термодинамическом равновесии с одной из конденсированных фаз рассматриваемого вещества прн дайной температуре.
Ненасыщенный пар — пар, давление которого меньше давления насыщенного пара данного вещества при той же температуре.
Степень насыщения — отношение давления пара к давлению насыщенного пара,
Молекулярная концентрация — число молекул газа в единице объема.
Плотность газа — масса единицы объема газа.
Плотность газа, приведенная к единице давления, — отношение плотности газа к его давлению.
Длина свободного пути молекулы — длина пути молекулы между двумя последовательными столкновениями с другими молекулами.
Средняя длина свободного пути молекулы — среднее арифметическое расстояний. которые молекула проходит между двумя последовательными столкновениями с другими молекулами.
Число столкновений в единицу времени — среднее арифметическое столкновений молекулы за единицу времени с другими молекулами.
Эффективная длина свободного пути молекул — отношение средней длины свободного пути молекул к вероятности определенного процесса (явления) в результате одного столкновения (под вероятностью определенного процесса понимают отношение числа столкновений, при которых совершается этот процесс, например ионизация, к числу столкновений за достаточно большой промежуток времени).
Диффузия газа — движение газа в другой среде под влиянием градиента концентраций.
Коэффициент диЛфуши — отношение абсолютной скорости потока молекул через единицу поверхности к градиенту концентрации при условии,
что поверхность нормальна градиенту.
Течение газа — перемещение газа в трубопроводе под действием разности давлений или температур на его концах.
Вязкостное течение — течение газа в канале при условиях, когда средняя длина свободного пути молекул очень мала по сравнению с наименьшим внутренним поперечным размером канала.
Ламинарное течение — течение газа, характеризующееся отсутствием перемешивания между соседними слоями.
Турбулентное течение — течение газа, при котором молекулы совер. шают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям.
Пуаэейлевское течение — ламинарное вязкостное течение в длинной трубе круглого сечения.
Молекулярное течение — течение газа в канале при условиях, когда средняя длина свободного пути молекул значительно превышает внутренний поперечный размер канала.
Молекулярновязкостное течение — течение газа в канале при условиях, промежуточных между условиями ла ‘ минарного, вязкостного и молекулярного течений.
Эффузионное течение — течение газа через отверстие при условиях, когда наибольший размер отверстия меньше средней длины свободного пути молекул.
Температурная транспирация — течение газа между соединенными сосудами под действием разности температур сосудов, результатом которой является образование «градиента давлений.
Поток молекул — число молекул, проходящих через некоторое сечение в единицу времени.
Результирующий поток молекул —’ отношение потока молекул, определяемого разностью между числом молекул, пересекающих поверхность за заданный интервал времени в заданном направлении, и числом молекул, пересекающих эту поверхность в обратном направлении к этому времени.
Плотность потока молекул — отношение результирующего потока молекул к площади поверхности, которую ш пересекает.
Массовый поток газа — масса газа, пересекающего определенную поверхность за единицу времени.
Объемный поток газа — объем газа при указанных температурах и давлении, пересекающего определенную поверхность за единицу времени.
Молярный поток газа — число молей данного газа, пересекающего определенную поверхность за единицу времени.
Проводимость — отношение потока к разности средних давлений в двух указанных сечениях канала или по обе стороны от отверстия канала в предположении изотермического равновесия.
Молекулярная проводимость — отношение результирующего потока молекул к разности средних чисел молекул в единице объема по обе стороны от отверстия или в двух поперечных сечениях канала.
Сопротивление — величина, обратная проводимости.
Сорбция — поглощение газа или пара твердым телом или жидкостью (сорбентом) .
Адсорбция — поглощение газа или пара (адсорбата) поверхностью твердого вещества или жидкости (адсорбента).
Абсорбция — поглощение газа (аб сорбата) объемом твердого тела или жидкости (абсорбента).
Физическая сорбция — сорбция под действием физических сил,· при которой не образуются химические связи.
Хемосорбция — сорбция, при которой образуются химические связи.
Коэффициент аккомодации — отношение средней энергии, реально передаваемой поверхности налетающими частицами, к средней энергии, которая Μ·· жет быть передана поверхности налетающими частицами, если бы они отрывались от поверхности после достижения с нею полного теплового равновесия.
Частота столкновений — отношение числа молекул, сталкивающихся с поверхностью в заданный интервал времени, к этому интервалу времени и площади поверхности.
Скорость конденсации — число молекул, конденсирующихся на единице площади поверхности в единицу времени.
Скорость прилипания — число молекул, сорбированных иа единице площади поверхности в единицу времени.
Вероятность прилипания — отношение скорости прилипания к частоте столкновений молекул.
Время удержания — среднее время, в течение которого молекулы удерживаются на поверхности в состоянии сорбции.
Миграция — движение молекул на поверхности.
Десорбция — освобождение газов или паров, сорбированных каким либо материалом.
Гаэовыделение — самопроизвольное выделение газа из материала в вакуум.
Обезвоживание — принудительное удаление газа из материала.
Скорость испарения — число молекул вещества, испаряющегося с единицы площади поверхности в единицу времени.
Проницаемость твердой перегородки — отношение потока газа через перегородку к потоку через то же сечение при отсутствии перегородки, являющееся фуикпией давлений по обе стороны от перегородки н ее структуры.
Коэффициент проницаемости — отношение произведения проницаемости иа толщину перегородки к ее площади.
Натекание — проникновение газа из окружающей среды в откачиваемый (откачанный) сосуд.
Вакуумная система ■ ее элементы
Вакуумная система — совокупность взаимосвязанных устройств для создания, повышения и поддержания вакуума, приборов для вакуумных измерений, а также откачиваемых сосудов и связывающих их вакуумных трубопроводов (к устройствам, обеспечивающим действие вакуумной системы, относятся, например, электродвигатель, аккумуляторы, печи).
Вакуумная установка — установка, состоящая из вакуумной системы и устройств, обеспечивающих ее действие.
Вакуумный агрегат — вакуумная установка, конструктивно выполненная как единое целое.
Откачной пост — вакуумная установка, предназначенная для откачки, наполнения и тренировки изделий.
Элемент вакуумной системы — прибор, сборочная единица или деталь, предназначенные для выполнения определенных функций в вакуумной системе (например, иасос, манометрический преобразователь, ловушка и др.).
Условный проход — диаметр проходного сечения элемента вакуумной системы, определяющий присоединительные размеры по действующим стандартам.
Откачиваемый сосуд — сосуд, в котором создается вакуум.
Предохранительный баллон — сосуд, предназначенный для предохранения элементов вакуумной системы от попадания в них посторонних тел.
Уравнительный вакуумный баллон — сосуд, предназначенный для выравнивания колебаний давления в вакуумной системе.
Вакуумное защитное устройство — элемент вакуумной системы, предназначенный для быстрого отделения участка вакуумной системы, где произошел прорыв атмосферного воздуха, от остальной ее части.
Вакуумный трубопровод — трубопровод, по которому перемещается разреженный газ в вакуумной системе.
Форвакуумный трубопровод — вакуумный трубопровод, служащий для присоединения к форвакуумному насосу.
Байпасный трубопровод — вакуумный трубопровод, предназначенный для откачки сосуда, минуя высоковакуум иый насос.
Гребенка — трубка с рядом отростков, предиазиачеииая для присоединения нескольких откачиваемых сосудов.
Вакуумный шлюз — устройство для введения в вакуумную систему или удаления из нее различных предметов без нарушения вакуума.
Вакуумный смазочный материал — уплотнитель в виде вязкого вещества С низким давлением пара, применяемый в подвижных соединениях вакуумных систем.
Вакуумная замазка — уплотнитель В виде пластичного вещества с низким давлением пара, применяемый в разборных неподвижных соединениях вакуумной системы, а также для устранения течей.
Шлиф — совокупность двух пришлифованных поверхностей, обеспечивающая герметичное соединение элементов вакуумной системы (шлиф может быть подвижным и неподвижным). Вакуумный шланг — гибкая не де рмнруюшаяся под действием атмосрного давления трубка, служащая для соединения отдельных элементов вакуумной системы.
Вакуумный клапан — устройство, позволиющее регулировать или полностью перекрывать поступление газа в вакуумную систему.
Вакуумный затвор — вакуумный клапан, позволяющий соединять и разобщать элементы вакуумной системы.
Вакуумный натекатель — напускной вакуумный клапан, предназначенный для напуска и регулирования малых потоков газа.
Напускной вакуумный клапан — вакуумный клапан, предназначенный для напуска воздуха или газа в вакуумную .систему.
Вакуумный ввод — устройство для передачи1 в вакуумный сосуд механической или электрической энергии.
Выхлопной фильтр — устройство, расположенное на стороне выхода вакуумного насоса с масляным уплотнением и предназначенное для очистки выхлопного газа от масляного тумана.
Ловушка — устройство, в котором парциальное давление компонентов газопаровой смеси понижается механическим, физическим Ати химическим способом и уменьшается проникновение паров или газов из одной части откачиой системы в другую.
Конденсационная вакуумная ловушка — ловушка, действие которой основано на конденсации паров и газов на внутренних охлаждаемых поверхностях (по способу охлаждения различают водяные, азотноводяные, фреововые, термоэлектрические и другие конденсационные ловушки, по месту расположения в вакуумной системе — конденсационные форвакуумные и высоковакуумиые ловушки).
Сорбционная вакуумная ловушка — ловушка, действие которой основано на сорбции паров и газов поверхностью порвстого сорбента (по применяемому сорбенту различают цеолнтовые, угольные, силикагелевые и другие сорбционные ловушки, по месту расположения в вакуумной системе — сорбционные форвакуумиые и высоконакуумные ловушки; сорбент может охлаждаться водой, жидким азотом и др.).
Ионная вакуумная ловушка — ловушка, в которой для удаления определенных компонентов газовой смеси используют нх ионизацию.
Маслоотделитель — устройство, предназначенное для отделения газа от масла.
Маслоочиститель — устройство, предназначенное для удаления из вакуумного масла загрязняющих примесей.
Оборудование для получения и поддержания вакуума
Вакуумный насос — устройство, предназначенное для создания, повышения И (или) поддержания вакуума.
Низковакуумный насос — вакуумный насос, предназначенный для понижения давления в откачиваемом объеме, начиная от атмосферного.
Высоковакуумный насос — вакуумный иасос, работающий иа ступени самого низкого давления откачиой системы, которая состоит из двух или более последовательно соединенных насосов.
Форвакуумный насос — вакуумный иасос, предназначенный для поддержания выпускного давления другого насоса.
Бустерный вакуумный насос — вакуумный иасос, устанавливаемый между форвакуумным и высоковакуумиым насосами для увеличения быстроты откачки системы насосов при среднем вакууме либо для оптимизации давления в откачиой системе и уменьшения объемного расхода, необходимого для форвакуумпого насоса.
Вакуумный насос предварительного разрежения — вакуумный иасос, предназначенный для понижения давления в откачиваемом объеме или откачиой системе от атмосферного давления до значения, при которой может начать работу другая откачна’я система или вакуумный иасос.
Одноступенчатый вакуумный насос — вакуумный иасос, в котором перепад давлений создается одной рабочей ступенью.
Многоступенчатый вакуумный насос — вакуумный иасос, в котором перепад давлений создается последовательно несколькими рабочими ступенями (ступени откачки нумеруют, начиная от ступени, создающей иаивысщий вакуум).
Механический вакуумный насос — газоперекачивающий вакуумный насос, откачивающее действие которого основано на перемещении газа вследствие механического движения рабочих частей насоса.
Вакуумный насос объемного действия — механический вакуумный иасос, в котором объем, заполненный газом, периодически отсекается от входа, обеспечивай перемещение газа к выходу.
Гаэобалластный вакуумный насос — вакуумный иасос с масляным уплотнением, снабженный устройством для дозированной подачи иекоидеисирующегося газа для исключения конденсации откачиваемых паров в насосе.
Поршневой вакуумный насос — вакуумный иасос объемного действия, в котором сжатие и нагнетание газа происходят под действием возвратнопоступательного движения поршня.
Вращательный вакуумный насос — вакуумный иасос объемного действии, в котором сжатие и нагнетание газа осуществляют вращающие поверхности твердого тела.
Пластинчатороторный вакуумный насос — вращательный вакуумный иасос, в котором эксцентрично установленный ротор вращается тангенциально относительно неподвижной поверхности статора: при этом две или более пластины, скользящие в прорезях ротора и прижимающиеся к внутренней стейке статора, делят камеру статора на полости с изменяющимися объемами.
Пластинчатостаторный вакуумный насос — вращательный вакуумный иасос, в котором эксцентрично установленный ротор вращается, скользя по внутренней стенке статора; при этом пластина, движущаяся относительно статора, прижимается к ротору и делит рабочую камеру на части с изменяющимися объемами.
Плунжерный вакуумный насос — вращательный вакуумный насос, в котором эксцентрично установленный ротор вращается относительно внутренней стенки статора; при этом пластина, жестко закрепленная на роторе, делит рабочую камеру на полости с изменяющимися объемами и скользит в золотнике (плунжере), колеблющемся в соответствующем гнезде статора.
Жидкостнокольцевой вакуумный насос — вращательный вакуумный иасос, в котором эксцентрично установленный ротор с закрепленными на нем лопатками отбрасывает жидкость к стенке статора; жидкость принимает форму кольца, коицеитричио расположенного относительно статора, и вместе с лопатками ротора образует полости с изменяющимися объемами.
Двухроторный вакуумный насос (насос Рутса) — вращательный вакуумный насос, рабочая камера в котором два взаимно связанных ротора, по форме напоминающие восьмерки, синхронно вращаются в противоположных направлениях с очень малым зазором, ие касаись один другого и стеиок камеры.
Трохоидный вакуумный насос — вращательный вакуумный иасос, у которого центр тяжести эллипсообразиого ротора описывает окружность, а рабочая камера насоса имеет трохоидиое поперечное сечение.
Кинетический вакуумный насос — механический вакуумный нас ос, в котором импульс движения передается молекулам газа таким образом, что газ непрерывно перемещается от входа к выходу насоса (различают струйные насосьг, в которых откачка происходит вследствие захвата газа илн молекул струей рабочего тела, и вращательные насосы, в которых импульс движения передается молекулам газа движущимися поверхностями нас оса).
Вакуумный турбонасос — кииетичв: ский вакуумный иасос, в котором импульс движения передается газу от вращающихся твердых поверхностей.
Молекулярный вакуумный насос — кинетический вакуумный насос, в котором молекулам газа в результата
их соприкосновения с поверхностью высокоскоростного ротора сообщается импульс движения, заставляющий их перемещаться в направлении к выходу насоса.
Турбомолекулярный вакуумный насос — молекулярный вакуумный насос, на валу ротора которого закреплены диски с прорезями или лопатками, которые вращаются между соответствующими дисками статора.
Осевой вакуумный турбонасос — вакуумный турбонасос, в котором импульс движения передается газу вдоль оси вращения.
Центробежный вакуумный турбонасос — вакуумный турбонасос, в котором импульс движения передается газу в радиальном направлении.
Струйный вакуумный насос — газоперекачивающий вакуумный насос, в котором откачка происходит путем захвата газа струей рабочего тела (жидкости, пара или газа).
Эокекторный вакуумный насос — пароструйный иизковакуумный насос, в котором происходит турбулентновязкостной захват газа струей.
Жидкостноструйный вакуумный насос — струйный вакуумный насос, в котором в качестве рабочего тела используют струю жидкости (обычно воду).
Газоструйный вакуумный насос — струйный вакуумный насос, в котором в качестве рабочего тела используют струю газа.
Пароструйный вакуумный насос — струйный вакуумный насос, в котором в качестве рабочего туш используют струю пара.
Диффузионный вакуумный насос — пароструйный высоковакуумный насос, в котором захват газа струей происходит за счет диффузии газа в струю.
Самоочищающийся диффузионный вакуумный насос — диффузионный вакуумный насос, в котором летучие примеси не возвращаются в кипятильник, а направляются к выходу.
Фракционный диффузионный вакуумный насос — многоступенчатый вакуумный паромасляиый насос, из ступени самого низкого давления которого откачивается газ более плотными компонентами рабочего вещества, представляющими собой струю пара
низкого давления, а из ступеней более высокого давления — менее плотными компонентами с более высоким давлением пара.
Диффузионнозжекторный вакуумный насос — пароструйный вакуумный насос, в котором ступени или ступеням, имеющим характеристики эжекторного вакуумного насоса, предшествуют ступень или ступени, имеющие характеристики диффузионного вакуумного иасоса.
Ионный вакуумный насос — кинетический вакуумный насос, в котором молекулы газа ионизируются, а затем перемещаются к выходу иасоса с помощью электрического и магнитного полей (илн только электрического поля).
Сорбционный вакуумный насос — газоулавливающий вакуумный насос, в котором откачка происходит вследствие сорбции газа.
Адсорбционный вакуумный насос — сорбционный вакуумный иасос, в котором откачка происходит вследствие физической сорбции газа пористым сорбентом при низкой температуре.
Геттерный вакуумный насос — сорбционный вакуумный иасос, в котором откачка происходит преимущественно вследствие хемосорбции газа геттером.
Сублимационный вакуумный насос — геттер иый вакуумный иасос, поглощающая поверхность которого обновляется при конденсации иа ней термически испаряемого геттера.
Геттер ноионный вакуумный насос — геттерный вакуумный иасос, в котором наряду с хемосорбцией происходит ноиизацня газа с последующим внедрением ускоренных иоиов в поверхность распыленного геттера.
Испарительноионный вакуумный насос — геттериоиониый вакуумный иасос, в котором ноиизироваииый газ направляется к поверхности геттера, получаемой в результате непрерывного или периодического испарения.
Магнитный злектрораэрядный вакуумный насос — геттериоиоииый вакуумный иасос, в котором для распыления геттера используют газовый разряд в магнитном поле.
Вакуумный крионасос — конденсационный или сорбционный насос с рабочими поверхностями, охлаждаемыми до сверхнизких температур.
Быстрота откачки вакуумного насоса — объем газа при фиксированном давлении, откачиваемого в единицу времени.
Быстрота действия вакуумного насоса — величина, характеризующаяся быстротой откачки во входном сечении насоса при его работе.
Эффективная быстрота откачки вакуумного насоса — быстрота откачки на конце трубопровода, присоединенного к откачиваемому сосуду.
Производительность вакуумного насоса — поток газа через входное сечение насоса.
Наибольшее давление запуска вакуумного насоса — наибольшее давление во входном сечении вакуумного насоса, при котором насос может начать работать.
Наибольшее выпускное давление вакуумного насоса — наибольшее давление в выходном сечении вакуумного иасоса, при котором иасос может осуществлять откачку.
Наибольшее рабочее давление вакуумного насоса — наибольшее давление во входном сечении насоса, при котором он длительное время сохраняет номинальную быстроту действия.
Предельное остаточное давление насоса — значение, к которому асимптотически стремится давление в стандартизованном испытательном объеме без выпуска газа при нормально работающем насосе.
Время выхода вакуумного насоса на рабочий режим — время с момента включения насоса до момента, когда ой может начать откачку при рабочем давлении.
Средства для измерении и контроля вакуума
Манометр — прибор для измерения давления или разности давлений.
Вакуумметр — манометр для измерения давления разреженного газа или пара.
Абсолютный вакуумметр — вакуумметр, чувствительность которого одинакова для всех газов и может быть рассчитана по измеряемым физическим величинам.
Дифференциальный вакуумметр — вакуумметр для измерения разности давлений по обе стороны от разделительного чувствительного элемента.
Вакуумметр полного давления — вакуумметр для измерения суммарного давления, оказываемого всеми компонентами газовой смеси.
Измерительный преобразователь давления — первичный измерительный преобразователь, воспринимающий непосредственно измеряемое давление и преобразующий его в другую физическую величину.
Открытый преобразователь давления — преобразователь давления, электродная система которого не имеет герметизированного корпуса и (или) проводимость между центром электродной системы и входным сечением присоединительного патрубка равна или превышает 210~2 м3/с.
Закрытый преобразователь давления — преобразователь давления, электродная система которого заключена в герметизированный корпус и проводимость между ее центром и выходным сечением присоединительного патрубка меньше 2 · 10—2 м3/с.
Измерительный блок вакуумметра — часть вакуумметра, которая предназначена для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, и содержит блок питания и все электрические цепи, необходимые для работы прибора.
Отсчетное устройство вакуумметра — часть измерительного блока вакуумметра, предназначенного для регистрации значений измеряемого параметра.
Массспектрометр — прибор для количественного и (или) качественного определения состава и структуры веществ, изучения физикохимических процессов и явлений по массспектрам этих веществ.
Индикатор с разрядной трубкой — прозрачная газоразрядная трубка, позволяющая по цвету и форме свечения разряда определить вид газа и его давление.
Жидкостный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано на уравновешивании измеряемого давления или разиости давлений давлением столба жидкости.
Мобразный вакуумметр — жидкостный вакуумметр, состоящий из сообщающихся сосудов, давление в которых определяют по одному нлн нескольким уровням жидкости.
Деформационный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано на зависимости деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления.
Мембранный вакуумметр — деформационный вакуумметр, в котором чувствительным элементом ивляется мембрана илн мембранная коробка.
Компрессионный вакуумметр — жидкостный вакуумметр, в котором для измерения давления разреженного газа последний предварительно сжимается.
Вязкостный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано на зависимости вязкости разреженного газа от скорости движения в нем твердого тела и измеряемого давления.
Тепловой вакуумметр — вакуумметр полного, давления, действие которого основано на зависимости теплопроводности разреженного газа от давления.
Термопарный вакуумметр — тепловой вакуумметр, в котором использована зависимость электродвижущей силы термопары от измеряемого давления.
Вакуумметр сопротивления — тепловой вакуумметр, действие которого основано на зависимости электрического сопротивления нагреваемого током элемента от давления газа.
Термомолекулярный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано иа передаче чувствительному элементу суммарного импульса молекул газа, отражающихся от поверхностей с различными температурами.
Ионизационный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано на зависимости ионного тока, возникшего в газе в результате ионизации молекул разреженного газа, от давления.
Радиоизотопный ионизационный вакуумметр — ионизационный вакуумметр, в котором для ионизации газа применяют излучение радиоактивных источников.
Магнитный электроразрядный вакуумметр — ионизационный вакуумметр, действие которого основано иа зависимости тонного тока электрического разряда в магнитном поле от измеряемого давления.
Вакуумметр Пеннинга — магнитный электроразрядный вакуумметр, в преобразователе которого один из электродов состоит из двух соединенных между собой пластин, а другой (обычно анод) помещен между ними и имеет форму замкнутой рамки; при этом направление магнитного поля перпендикулярно плоскости анодной рамки.
Электронный ионизационный вакуумметр — ионизационный вакуумметр, в преобразователе которого газ ионизируется электронами, ускоряемыми электрическим полем.
Электронный ионизационный вакуумметр с осевым коллектором — электронный ионизационный вакуумметр с уменьшенным фоновым давлением благодаря использованию в качестве коллектора ионов тонкой проволоки, помещенной соосно с цилиндрической сеткой, и укрепленного снаружи сетки катода.
Экстракторный вакуумметр — электронный ионизационный вакуумметр, в преобразователе которого фоновой ток уменьшен использованием в качестве коллектора ионов короткой и гонкой проволоки, находящейся иа оси аиода и выведенной из области ионизации.
Электронный ионизационный вакуумметр с магнитным полем — электронный ионизационный вакуумметр, преобразователь давления которого представляет собой цилиндрический магнетрон, в котором под действием магнитного поля увеличены траектория электронов и число образующихся иоиов.
Радиочастотный массспектрометр — массспектрометр, в котором иоиы разделяются в радиочастотном продольном электрическом поле, образованном последовательно расположенными сетчатыми электродами (радиочастотными каскадами); при этом

Источник: vactron.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.