Transcript Ergün GÜNTEKİN - Yüksek Vakum Teknolojisi

VAKUM TEKNOLOJİSİ
Prof. Dr. ERGUN GÜLTEKİN
İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ
Eylül, 2013 Bodrum - TÜRKİYE
Uluslar arası tanıma göre Vakum :
Basıncı “Atmosferik Basıncın” altında olan gazların
doldurduğu kapalı bir ortam olarak tarif edilmiştir.
Vakum ölçer
Vana
Atmosfer
Gaz
Vakum ortamı
Deney Kabı
Vakum pompası
1 Atm
1 Atm
Hedef
≈ 1019 mol/cm3
1/106 Atm.
1 Atm.
Vakum Pompası
Ortalama Serbest Yol
Ortalama
Serbest Yol
(cm)
Pressure
(torr)
Molekül
Yoğunluğu
(mol.cm-3)
760
2.5x1019
6.5x10-6
1
3.3x1016
5x10-3
10-3
3.3x1013
5x100
10-6
10-9
3.3x1010
3.3x107
5x103
5x106
10-12
3.3x104
5x109
Tablo 1
GAZ KANUNLARI
Gazların P basıncı ve V hacmi
arasındaki bağıntı ideal gaz denklemi
ile verilir.
PV=NkT
(1)
PV=NkT
Denklemdeki;
N= Birim hacimdeki gaz moleküllerinin
sayısı
T = Mutlak sıcaklık
K = Boltzmann sabitidir, 1.38.10
-1
torr.l.K dir.
-22
Gaz Akışı (Throughput) ve Hızı
Vakum sistemlerinde, birim zamanda
boşaltılan gaz akışının belirlenmesi
önemli
bir
büyüklüktür.
Birim
zamandaki akış miktarı, PV ’ nin birim
zamandaki değişiminden yararlanılarak
bulunur. Gaz akış hızı q Throughput
olarak adlandırılır
𝑞=
𝑑
−
𝑑𝑡
(𝑃𝑉)
𝑑𝑁
q= −𝑘𝑇
𝑑𝑡
𝑑𝑃
q= −𝑉 −
𝑑𝑡
(2)
(3)
𝑑𝑉
𝑃
𝑑𝑡
(4)
Eğer üzerinde çalışılan sistem sabit
hacimli ise hacimde bir değişme
olmayacaktır. Birim zamanda gaz akışı,
𝑞=
𝑑𝑃
−𝑉
𝑑𝑡
throughput basıncın düşüş miktarının
bir bölümü olacaktır. Bu sistemin anlık
basıncı P olsun, bu durumda gaz akışı
𝑞=
𝑑𝑉
−𝑃
𝑑𝑡
( 5 ) ile verilir.
Throughput q birim hacimden akan
gaz miktarı olarak belirlenir.
𝑑𝑉
−
𝑑𝑡
terimi S (Hız) olarak tanımlanır
q = SP
(6 )
ile verilir.
q = SP
Bu kavram vakum pompalarının seçimi
için önemlidir. Burada pompanın hızı
birim zamanda sistemden çıkarılan
gazın hacmi olarak tarif edilmiştir.
Basınç : Pascal
Pa= N/m2
1bar=750 mmHg ,
1 bar= 105 Pa,
1atm=760mm Hg
1 mbar = 100 Pa,
1 Torr = 133 Pa ,. 1 Torr=1 mm Hg ,
1 Torr=1/760 mm Hg
Vakum çalışmalarında birim olarak
Torr veya Pascal kullanılır
Değerlerine göre Vakum sınıflandırılması
Düşük vakum
750 torr- 1 torr
Orta vakum
1 torr- 10-3 torr
Yüksek vakum
10-3 torr-10-6 torr
Çok yüksek vakum
10-6 torr-10-9 torr
İleri yüksek vakum
10-9 torr 10-12 torr
Çok ileri yüksek vakum 10-12torr-10-16 torr
Mekanik Vakum Pompası
Mekanik Vakum Pompası
Difüzyon Pompası
Pirani Vakum Ölçer ve Başlığı
Vakum Bağlantı Elemanları
Kompakt Küçük Bir Vakum Sistemi
Farklı Boyutlarda Üç Turbomoleküler Vakum Pompası
LHC deki vakum sistemlerinden bir tanesi