จะวัดแรงดันสุญญากาศได้อย่างไร
ช่วงแรงดันในเทคโนโลยีสุญญากาศและการกําหนดลักษณะเฉพาะ
เป็นเรื่องปกติในเทคโนโลยีสุญญากาศที่จะแบ่งช่วงแรงดันโดยรวมที่กว้าง ซึ่งครอบคลุมมากกว่า 16 พลังจากสิบพลัง ออกเป็นแต่ละโหมดที่เล็กลง โดยทั่วไปแล้ว คําจํากัดความเหล่านี้มีดังนี้:
สุญญากาศแบบหยาบ (RV) 1000 - 1 mbar
สุญญากาศปานกลาง (MV) 1 - 10-3 mbar
สุญญากาศสูง (HV) 10-3- 10-7 mbar
สุญญากาศสูงพิเศษ (UHV) 10-7 - (10-14) mbar
ตารางที่ IX ช่วงแรงดันที่ใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศและคุณสมบัติของเทคโนโลยีดังกล่าว (ตัวเลขปัดเศษเป็นกําลังทั้งหมดสิบ)
แน่นอนว่าการแบ่งส่วนนี้ค่อนข้างอิสระ โดยเฉพาะนักเคมีอาจอ้างถึงสเปกตรัมที่พวกเขาสนใจมากที่สุด ซึ่งอยู่ระหว่าง 100 ถึง 1 mbar เป็น "สุญญากาศระดับกลาง วิศวกรบางคนอาจไม่ได้พูดถึงสุญญากาศเลย แต่จะพูดถึง "แรงดันต่ํา" หรือแม้แต่ "แรงดันลบ" อย่างไรก็ตาม สภาวะแรงดันที่ระบุไว้ข้างต้นสามารถจํากัดได้อย่างน่าพอใจจากการสังเกตสถานการณ์ทางจลนศาสตร์ของก๊าซและลักษณะของการไหลของก๊าซ เทคโนโลยีการทํางานในช่วงต่างๆ จะแตกต่างกันเช่นกัน
สิ่งแวดล้อม
ก่อนการระบายอากาศ ระบบสุญญากาศทุกระบบบนโลกมีอากาศอยู่ และจะมีอากาศล้อมรอบอยู่เสมอในระหว่างการทํางาน ซึ่งทําให้จําเป็นต้องคุ้นเคยกับคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอากาศบรรยากาศ
บรรยากาศประกอบด้วยก๊าซจํานวนมาก และใกล้กับพื้นผิวโลกก็มีไอน้ําด้วยเช่นกัน แรงดันที่เกิดจากบรรยากาศจะอ้างอิงถึงระดับน้ําทะเล ความดันบรรยากาศเฉลี่ยคือ 1013 mbar (เทียบเท่ากับ "บรรยากาศ" ซึ่งเป็นหน่วยวัดที่ใช้ก่อนหน้านี้) ตาราง VIII แสดงองค์ประกอบของบรรยากาศมาตรฐานที่ความชื้นสัมพัทธ์ 50% และอุณหภูมิ 68°F หรือ 20°C
ตาราง VIII องค์ประกอบของอากาศบรรยากาศ หมายเหตุ: ในองค์ประกอบของอากาศบรรยากาศ ความชื้นสัมพัทธ์ (RH) จะแสดงแยกต่างหากพร้อมกับอุณหภูมิ
ดังนั้นที่ความชื้นสัมพัทธ์ที่กําหนด แรงดันอากาศที่อ่านได้บนบาร์มิเตอร์คือ 1024 mbar
ตาราง XVII การเปรียบเทียบอุณหภูมิและตารางการแปลง (ปัดเศษเป็นองศาเต็ม)
ในแง่ของเทคโนโลยีสุญญากาศ ควรสังเกตประเด็นต่อไปนี้เกี่ยวกับองค์ประกอบของอากาศ:
ก) ไอน้ําที่มีอยู่ในอากาศ จะแตกต่างกันไปตามระดับความชื้น มีบทบาทสําคัญในการระบายอากาศออกจากระบบสุญญากาศ ( ดูหน้าเกี่ยวกับการปั๊มก๊าซ - กระบวนการแบบเปียก)
ข) ควรคํานึงถึงปริมาณก๊าซอาร์กอนเฉื่อยจํานวนมากในขั้นตอนการไล่อากาศโดยใช้ปั๊มดูดซับ
c) แม้ว่าจะมีปริมาณฮีเลียมในบรรยากาศต่ํามาก แต่มีเพียงประมาณ 5 ppm (ส่วนต่อล้าน) ก๊าซเฉื่อยนี้จะเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในระบบสุญญากาศระดับสูงพิเศษที่ปิดผนึกด้วย Viton หรือที่มีส่วนประกอบแก้วหรือควอตซ์ ฮีเลียมสามารถซึมผ่านสารเหล่านี้ได้ในระดับที่วัดได้
แรงดันบรรยากาศจะลดลงเมื่อระดับความสูงเหนือพื้นผิวโลกเพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ 9.3) สุญญากาศระดับสูงมีผลบังคับใช้ที่ระดับความสูงประมาณ 328,083 ฟุต (100 กม.) และสุญญากาศระดับสูงพิเศษที่สูงกว่า 1,312,335 ฟุต (400 กม.) องค์ประกอบของอากาศยังเปลี่ยนแปลงไปตามระยะห่างจากพื้นผิวโลก (ดูรูปที่ 9.4).
ภาพที่ 9.3 การลดลงของแรงดันอากาศ (1) และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (2) เป็นฟังก์ชันของความสูง
รูปที่ 9.4 การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศเป็นฟังก์ชันของระดับความสูง
หน่วยความดันและคําจํากัดความของหน่วยดังกล่าว
ความดัน p (mbar)
ความดันของของเหลว (ก๊าซและของเหลว) (ปริมาณ: ความดัน; สัญลักษณ์: p; หน่วยวัด: มิลลิบาร์; ตัวย่อ: mbar) ความดันถูกนิยามไว้ในมาตรฐาน DIN 1314 เป็นค่าคูณของแรงที่ได้มาตรฐานที่ใช้กับพื้นผิวและขอบเขตของพื้นผิวนี้ (แรงที่อ้างอิงถึงพื้นที่ผิว) แม้ว่าจะไม่ใช้ Torr เป็นหน่วยวัดความดันอีกต่อไป แต่ก็มีประโยชน์อย่างยิ่งในการอธิบายหน่วยความดันนี้เพื่อความโปร่งใส: 1 Torr คือความดันก๊าซที่สามารถเพิ่มคอลัมน์ปรอทได้ 1 มม. ที่ 32°F (0°C) (ความดันบรรยากาศมาตรฐานคือ 760 Torr หรือ 760 mm Hg) ความดัน p สามารถกําหนดได้ใกล้ชิดยิ่งขึ้นโดยใช้สคริปต์:
แรงดันสัมบูรณ์ p abs
แรงดันสัมบูรณ์จะถูกระบุไว้เสมอในเทคโนโลยีสุญญากาศ ดังนั้นโดยปกติแล้วจึงสามารถละเว้นดัชนี "abs" ได้
ความดันรวม pt
แรงดันรวมในภาชนะเป็นผลรวมของแรงดันบางส่วนสําหรับก๊าซและไอทั้งหมดภายในภาชนะ
แรงดันบางส่วน pi
แรงดันบางส่วนของก๊าซหรือไอระเหยบางชนิดคือแรงดันที่ก๊าซหรือไอระเหยดังกล่าวจะส่งผลกระทบหากมีอยู่เพียงอย่างเดียวในภาชนะ หมายเหตุสําคัญ: โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเทคโนโลยีสุญญากาศแบบหยาบ ความดันบางส่วนในส่วนผสมของก๊าซและไอระเหยมักเข้าใจได้ว่าเป็นผลรวมของความดันบางส่วนสําหรับส่วนประกอบที่ไม่ควบแน่นทั้งหมดที่มีอยู่ในส่วนผสม เช่น ในกรณีของ "ความดันสุดท้ายบางส่วน" ที่ปั๊มใบพัดโรตารี่
ความดันไอน้ําอิ่มตัว ps
แรงดันของไอระเหยอิ่มตัวเรียกว่าแรงดันไอระเหยอิ่มตัว ps ps จะเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิสําหรับสารใดๆ ที่กําหนด
ความดันไอน้ํา pd
แรงดันบางส่วนของไอระเหยเหลวเหลวที่อุณหภูมิของไนโตรเจนเหลว (LN2)
ความดันมาตรฐาน pn
ความดันมาตรฐาน pn ถูกกําหนดใน DIN 1343 เป็นความดัน pn = 1013.25 mbar
ความดันสูงสุด p ปลาย
แรงดันต่ําสุดที่สามารถทําได้ในภาชนะสุญญากาศ ค่าที่เรียกว่าแรงดันขั้นสุดท้ายไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับความเร็วในการดูดของปั๊มเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับแรงดันไอน้ํา pd สําหรับสารหล่อลื่น สารซีล และสารขับเคลื่อนที่ใช้ในปั๊มด้วย หากถังบรรจุถูกระบายออกด้วยปั๊มสุญญากาศแบบโรตารี่ซีลน้ํามัน (ปริมาตรเข้าแทนที่แน่นอน) แรงดันสูงสุดที่สามารถบรรลุได้จะถูกกําหนดโดยความดันไอของน้ํามันปั๊มที่ใช้เป็นหลัก และขึ้นอยู่กับความสะอาดของภาชนะบรรจุ รวมถึงไอระเหยที่ปล่อยออกมาจากผนังภาชนะบรรจุ และแน่นอนว่าจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของภาชนะบรรจุสุญญากาศเอง
แรงดันแวดล้อม p amb
หรือแรงดันบรรยากาศ (สัมบูรณ์)
ความดันเกิน pe หรือความดันเกจ
(สัญลักษณ์ดัชนีจาก "ส่วนเกิน")
ในที่นี้ ค่าบวกสําหรับ pe จะบ่งชี้ถึงแรงดันเกินหรือแรงดันเกจ ค่าลบจะแสดงลักษณะของสุญญากาศ
แรงดันขณะทํางาน pw
ในระหว่างการไล่ก๊าซและ/หรือไอระเหยออกจากภาชนะ ก๊าซเป็นที่เข้าใจว่าเป็นสารในสถานะก๊าซ ซึ่งจะไม่ควบแน่นที่อุณหภูมิการทํางานหรืออุณหภูมิในการทํางาน ไอระเหยยังเป็นสิ่งสําคัญในสถานะก๊าซ แต่อาจเป็นของเหลวที่อุณหภูมิปกติโดยการเพิ่มแรงดัน สุดท้าย ไอระเหยอิ่มตัวคือสิ่งที่อยู่ที่อุณหภูมิปัจจุบันคือก๊าซที่สมดุลกับวัฏภาคของเหลวของสารเดียวกัน
-and-its-conversion.tif/_jcr_content/renditions/cq5dam.web.1600.1600.jpeg)
ตาราง I หน่วยแรงดันที่อนุญาต รวมถึง torr 1) และการแปลงค่า
- Torr รวมอยู่ในตารางนี้เพื่ออํานวยความสะดวกในการเปลี่ยนจากหน่วยที่คุ้นเคยนี้เป็นหน่วยตามกฎหมาย N · m -2, mbar และ bar เท่านั้น, ในอนาคตจะไม่สามารถใช้หน่วยความดัน torr, mm คอลัมน์น้ํา, mm คอลัมน์ปรอท (mm Hg), % สุญญากาศ, บรรยากาศทางเทคนิค (at), บรรยากาศทางกายภาพ (atm), บรรยากาศสัมบูรณ์ (ata), แรงดันเหนือบรรยากาศ และแรงดันต่ํากว่าบรรยากาศได้อีกต่อไป มีการอ้างอิงถึง DIN 1314 ในบริบทนี้
- หน่วยนิวตันหารด้วยตารางเมตร (N · m -2 ) ยังมีชื่อว่า Pascal (Pa): 1 N · m -2 = 1 Pa นิวตันหารด้วยตารางเมตรหรือ Pascal เป็นหน่วย SI สําหรับแรงดันของของเหลว
- 1 torr = 4/3 mbar; fl torr = 1 mbar
พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ
ดาวน์โหลด eBook "พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ" เพื่อค้นพบข้อมูลสําคัญและกระบวนการของปั๊มสุญญากาศ
การอ้างอิง
- สัญลักษณ์สุญญากาศ
- คําจํากัดความ
- ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
สัญลักษณ์สุญญากาศ
สัญลักษณ์สุญญากาศ
อภิธานศัพท์ของสัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปในแผนผังเทคโนโลยีสุญญากาศเพื่อแสดงภาพประเภทปั๊มและชิ้นส่วนต่างๆ ในระบบปั๊ม
คําจํากัดความ
คําจํากัดความ
ภาพรวมของหน่วยวัดที่ใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศและสัญลักษณ์ที่หมายถึงอะไร รวมถึงหน่วยวัดสมัยใหม่ที่เทียบเท่ากับหน่วยวัดในอดีต
ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิง แหล่งข้อมูล และการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ
สัญลักษณ์สุญญากาศ
อภิธานศัพท์ของสัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปในแผนผังเทคโนโลยีสุญญากาศเพื่อแสดงภาพประเภทปั๊มและชิ้นส่วนต่างๆ ในระบบปั๊ม
คําจํากัดความ
ภาพรวมของหน่วยวัดที่ใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศและสัญลักษณ์ที่หมายถึงอะไร รวมถึงหน่วยวัดสมัยใหม่ที่เทียบเท่ากับหน่วยวัดในอดีต
ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิง แหล่งข้อมูล และการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ
