Konduktans C (l · s^–1)

Aliran pV melalui mana-mana elemen paip yang diingini, iaitu paip atau hos, injap, muncung, bukaan di dinding antara dua bekas, dan lain-lain, ditunjukkan dengan

Di sini Δp = (p₁ – p₂) adalah perbezaan antara tekanan di hujung masuk dan keluar elemen paip. Faktor perbandingan C ditetapkan sebagai nilai konduktans atau ringkasnya "konduktans". Ia dipengaruhi oleh geometri elemen paip dan bahkan boleh dikira untuk beberapa konfigurasi yang lebih sederhana. 

Dalam julat vakum tinggi dan ultrahigh, C adalah pemalar yang tidak bergantung kepada tekanan; sebaliknya, dalam rejim kasar dan sederhana tinggi, ia bergantung kepada tekanan. Oleh itu, pengiraan C untuk elemen paip mesti dilakukan secara berasingan untuk julat tekanan yang berbeza. 

Daripada definisi aliran volumetrik, adalah juga mungkin untuk menyatakan bahawa: Nilai konduktans C adalah jumlah aliran melalui elemen paip. Persamaan (1,11) boleh dianggap sebagai "hukum Ohm untuk teknologi vakum", di mana qpV bersamaan dengan arus, Δp voltan dan C nilai konduktans elektrik. Seperti hukum Ohm dalam sains elektrik, rintangan terhadap aliran 

telah diperkenalkan sebagai nilai timbal balik kepada nilai konduktans. Persamaan (1,11) kemudian boleh ditulis semula sebagai: 

Yang berikut terpakai secara langsung untuk sambungan dalam siri: 

Apabila disambungkan secara selari, yang berikut adalah terpakai:

Kelajuan pam yang berkesan yang diperlukan untuk mengosongkan sebuah bekas atau untuk menjalankan proses di dalam sistem vakum akan sepadan dengan kelajuan masuk pam tertentu (atau sistem pam) hanya jika pam tersebut disambungkan terus ke bekas atau sistem. Secara praktikal, ini hanya mungkin berlaku dalam situasi yang jarang. Adalah hampir selalu perlu untuk memasukkan sistem paip perantaraan yang terdiri daripada injap, pemisah, perangkap sejuk dan seumpamanya. Semua ini mewakili suatu rintangan terhadap aliran, akibatnya kelajuan pam berkesan S_eff sentiasa kurang daripada kelajuan pam S sistem pam itu sendiri. Oleh itu, untuk memastikan kelajuan pam yang berkesan pada bekas vakum, adalah perlu untuk memilih pam dengan kelajuan pam yang lebih tinggi. Korelasi antara S dan S_eff ditunjukkan oleh persamaan asas berikut: 

Di sini C adalah nilai keseluruhan konduktansi untuk sistem paip, yang terdiri daripada nilai individu untuk pelbagai komponen yang disambungkan secara siri (injap, penghalang, pemisah, dan lain-lain).):

Persamaan (1,24) memberitahu kita bahawa hanya dalam situasi di mana C = ∞ (bermaksud bahawa rintangan aliran adalah sama dengan 0) akan S = S_eff. Sejumlah persamaan berguna tersedia untuk teknolog vakum bagi mengira nilai konduktans C untuk bahagian paip. Nilai konduktans untuk injap, perangkap sejuk, pemisah dan penghalang wap biasanya perlu ditentukan secara empirik. 

Perlu diperhatikan bahawa secara umum, konduktans dalam komponen vakum bukanlah nilai tetap yang bebas daripada tahap vakum yang berlaku, tetapi sebaliknya sangat bergantung kepada sifat aliran (aliran continuum atau aliran molekul) dan dengan itu kepada tekanan. Oleh itu, apabila menggunakan indeks konduktans dalam pengiraan teknologi vakum, adalah sentiasa perlu untuk memberi perhatian kepada fakta bahawa hanya nilai konduktans yang berkenaan dengan rejim tekanan tertentu boleh digunakan dalam rejim tersebut. 

Jika seseorang menulis semula istilah kedua dalam (1,26) dalam bentuk berikut 

dengan

adalah mungkin untuk mendapatkan dua had penting daripada perjalanan fungsi tersebut

Had untuk aliran laminar 

Had untuk aliran molekul 

Dalam kawasan aliran molekul, nilai konduktans adalah bebas daripada tekanan! 

Persamaan Knudsen yang lengkap (1,26) perlu digunakan di kawasan peralihan. 

Nilai konduktans untuk paip lurus dengan diameter nominal standard ditunjukkan dalam Rajah 9,5 (aliran laminar) dan Rajah 9,6 (aliran molekul). Nomogram tambahan untuk penentuan konduktans juga akan ditemui dalam Rajah 9,8 dan 9,9. 

Example: What diameter d must a 1.5-m-long pipe have so that it has a conductance of about C = 1000 l / sec in the region of molecular flow? The points l = 1.5 m and C = 1000 l/sec are joined by a straight line which is extended to intersect the scale for the diameter d. The value d = 24 cm is obtained. The input conductance of the tube, which depends on the ratio d / l and must not be neglected in the case of short tubes, is taken into account by means of a correction factor α. For d / l < 0.1, α can be set equal to 1. In our example d/l = 0.16 and α = 0.83 (intersection point of the straight line with the a scale). Hence, the effective conductance of the pipeline is reduced to C · α = 1000 · 0.83 = 830 l/sec. If d is increased to 25 cm, one obtains a conductance of 1200 · 0.82 = 985 l / sec (dashed straight line).

Prosedur: Untuk panjang tertentu (l) dan diameter dalaman (d), konduktans C_m, yang tidak bergantung kepada tekanan, mesti ditentukan dalam kawasan aliran molekul. Untuk mencari konduktans C* dalam aliran laminar atau kawasan aliran Knudsen dengan tekanan purata p yang diberikan dalam tiub, nilai konduktans yang telah dikira sebelum ini untuk Cm perlu didarab dengan faktor pembetulan α yang ditentukan dalam nomogram: C* = C_m · α.

Contoh: Tiub dengan panjang 1 m dan diameter dalaman 5 cm mempunyai konduktans (tidak diperbetulkan) C sekitar 17 l/s dalam kawasan aliran molekul, seperti yang ditentukan menggunakan garis sambungan yang sesuai antara skala "l" dan skala "d". Konduktans C yang diperoleh dengan cara ini mesti didarabkan dengan faktor klausing γ = 0,963 (persilangan garis penghubung dengan skala γ) untuk mendapatkan konduktans sebenar Cm dalam kawasan aliran molekul: C_m · γ = 17 · 0,963 = 16,37 l/s. Dalam tiub dengan panjang 1 m dan diameter dalaman 5 cm, aliran molekul berlaku jika tekanan purata p dalam tiub adalah < 2,7 · 10^-3 mbar. Untuk menentukan konduktans C* pada tekanan yang lebih tinggi daripada 2,7 · 10^-3 mbar, pada 8 · 10-2 mbar (= 6 · 10^-2 torr), sebagai contoh, titik yang bersesuaian pada skala p dihubungkan dengan titik d = 5 cm pada skala "d". Garis penghubung ini memotong skala "α" pada titik α = 5,5. Konduktansi C* pada p = 8 · 10^-2 mbar adalah: C* = C_m · α = 16,37 · 5,5 = 90 l/s.

b) Nilai konduktans C untuk orifis A 

(A dalam cm²): Untuk aliran kontinum (aliran viskos) persamaan berikut (selepas Prandtl) terpakai untuk udara pada 68°F (20°C) di mana p₂/p₁ = δ:  

δ = 0,528 adalah situasi tekanan kritikal untuk udara 

Aliran terhalang pada δ < 0,528; aliran gas adalah tetap. Dalam kes aliran molekul (vakum tinggi), yang berikut akan terpakai untuk udara: 

Diberikan tambahan dalam Rajah 1,3 adalah kelajuan pam S*_visc dan S*_mol yang dirujuk kepada kawasan A pembukaan dan sebagai fungsi daripada δ = p₂/p₁. Persamaan yang diberikan adalah untuk udara pada 68°F (20 °C). Jisim mol untuk gas yang mengalir diambil kira dalam persamaan umum, yang tidak ditunjukkan di sini. 

Apabila bekerja dengan gas lain, adalah perlu untuk mengalikan nilai konduktans yang ditentukan untuk udara dengan faktor-faktor yang ditunjukkan dalam Jadual 1,1. 

Nilai konduktans untuk paip dan bukaan yang dilalui oleh udara dan gas lain boleh ditentukan dengan kaedah nomograf. Adalah mungkin bukan sahaja untuk menentukan nilai konduktans bagi paip pada nilai tertentu untuk diameter, panjang dan tekanan, tetapi juga saiz diameter paip yang diperlukan apabila set pam ingin mencapai kelajuan pam yang berkesan tertentu pada tekanan yang diberikan dan panjang saluran yang diberikan. Adalah juga mungkin untuk menetapkan panjang paip maksimum yang dibenarkan apabila parameter lain diketahui. Nilai yang diperoleh secara semula jadi tidak terpakai untuk aliran turbulen. Dalam situasi yang meragukan, nombor Reynolds Re harus dianggarkan menggunakan hubungan yang dianggarkan seperti di bawah.

Di sini q_pV = S · p adalah output aliran dalam mbar l/s, d adalah diameter paip dalam cm. 

Nomogram yang terbukti berguna dalam praktik dapat dilihat dalam Gambar 9,8 dan Gambar. 9,9. 

Nilai konduktans untuk elemen lain

Di mana garis mengandungi siku atau lengkungan lain (seperti dalam injap sudut tepat), ini boleh diambil kira dengan menganggap panjang efektif yang lebih besar leff bagi garis tersebut. Ini boleh dianggarkan seperti berikut:

Data teknikal dalam katalog Leybold menyatakan nilai konduktans untuk penghalang wap, perangkap sejuk, perangkap penyerapan dan injap untuk julat aliran molekul. Pada tekanan yang lebih tinggi, contohnya dalam julat aliran Knudsen dan laminar, injap akan mempunyai nilai konduktans yang hampir sama dengan paip yang mempunyai diameter nominal dan panjang paksi yang sepadan. Mengenai injap sudut tegak, pengiraan konduktans untuk siku mesti diterapkan. 

Dalam kes penapis habuk yang digunakan untuk melindungi pam ballast gas dan pam roots, nilai sekatan peratusan untuk pelbagai tahap tekanan disenaraikan dalam katalog. Komponen lain, iaitu pemisah kondensat dan penyejuk, direka bentuk supaya ia tidak mengurangkan kelajuan pam ke tahap yang ketara.

Peraturan umum berikut boleh digunakan untuk mengukur garis vakum: Garis-garis tersebut haruslah sependek dan seluas mungkin.  Mereka mesti menunjukkan sekurang-kurangnya keratan rentas yang sama seperti port pengambilan di pam. Jika keadaan tertentu menghalang pemendekan saluran sedutan, maka adalah disyorkan, apabila ini boleh dibenarkan dari segi kejuruteraan dan ekonomi, untuk memasukkan roots pump dalam saluran sedutan. Ini kemudian bertindak sebagai pam pengangkutan gas yang mengurangkan impedans saluran.