Về cơ bản, hai câu hỏi độc lập xuất hiện liên quan đến kích thước của hệ thống chân không: 

1. Sắp xếp bơm phải duy trì tốc độ bơm hiệu quả nào để giảm áp suất trong bình chứa nhất định trong một khoảng thời gian nhất định đến giá trị mong muốn? 
2. Tốc độ bơm hiệu quả nào phải đạt được trong quá trình bơm chân không để khí và hơi được giải phóng vào bình có thể được bơm nhanh chóng trong khi áp suất nhất định (áp suất vận hành) trong bình được duy trì và không vượt quá?
   
   Trong quy trình bơm ra của một số quy trình nhất định (ví dụ: sấy khô và gia nhiệt), hơi nước được tạo ra mà ban đầu không có trong buồng chân không, do đó một câu hỏi thứ ba nảy sinh: 
   
   
3. Sắp xếp bơm phải đạt tốc độ bơm hiệu quả như thế nào để quy trình có thể hoàn thành trong một khoảng thời gian nhất định? 

Tốc độ bơm hiệu quả của một bố trí bơm được hiểu là tốc độ bơm thực tế của toàn bộ bố trí bơm chiếm ưu thế tại bình. Tốc độ bơm danh định của bơm sau đó có thể được xác định từ tốc độ bơm hiệu quả nếu sức cản dòng chảy (độ dẫn điện) của vách ngăn, bẫy lạnh, bộ lọc, van, và các đường ống được lắp đặt giữa bơm và bình chứa được biết đến (xem trang về độ dẫn điện ). Khi xác định tốc độ bơm danh định cần thiết, người ta còn giả định rằng hệ thống chân không bị rò rỉ; do đó, tỷ lệ rò rỉ phải nhỏ đến mức khí chảy vào từ bên ngoài được loại bỏ ngay lập tức bởi cách bố trí bơm được kết nối và áp suất trong bình chứa không thay đổi (để biết thêm chi tiết, xem Phát hiện rò rỉ ). Các câu hỏi được liệt kê ở trên dưới 1., 2. và 3. là đặc điểm của ba bài tập thiết yếu nhất của công nghệ chân không 

1. Rút chân không khỏi bình để đạt được áp suất quy định. 
2. Bơm lượng khí và hơi liên tục phát triển ở áp suất nhất định. 
3. Bơm khí và hơi nước được tạo ra trong quy trình do sự thay đổi nhiệt độ và áp suất. 

Việc hút chân không ban đầu của buồng chân không bị ảnh hưởng ở các khu vực chân không trung bình, cao và siêu cao bởi lượng khí liên tục phát triển, bởi vì ở những khu vực này sự thoát khí và hơi từ thành bình rất quan trọng đến mức chỉ riêng chúng mới xác định kích thước và bố cục của hệ thống chân không. 

Trong trường hợp này, tốc độ bơm hiệu quả cần thiết S _eff của cụm bơm chân không chỉ phụ thuộc vào áp suất cần thiết p, thể tích V của bình chứa và thời gian bơm t. 

Với tốc độ bơm không đổi S _eff và giả sử rằng áp suất cuối p_{có thể đạt được} với cách bố trí bơm là p _end << p, sự giảm theo thời gian của áp suất p(t) trong một buồng được đưa ra bằng phương trình: 

Bắt đầu ở 1013 mbar tại thời điểm t = 0, tốc độ bơm hiệu quả được tính toán tùy thuộc vào thời gian bơm t từ phương trình (2,32) như sau:

Giới thiệu yếu tố không kích thước 

trong phương trình (2,34), mối quan hệ giữa tốc độ bơm hiệu quả Seff và thời gian bơm t được cho bằng 

Tỷ lệ V/Seff thường được chỉ định là hằng số thời gian τ. Do đó, thời gian bơm chân không của buồng chân không từ áp suất khí quyển đến áp suất p được tính bằng:

Sự phụ thuộc của hệ số vào áp suất mong muốn được minh họa trong Hình 2,75. Cần lưu ý rằng tốc độ bơm của bơm cánh quạt xoay một tầng và bơm pít-tông xoay giảm xuống dưới 10 mbar với dung môi khí và dưới 1 mbar không có dung môi khí. Hành vi cơ bản này khác nhau đối với các bơm có kích thước và loại khác nhau nhưng không nên bỏ qua trong việc xác định sự phụ thuộc của thời gian bơm xuống vào kích thước bơm. Cần lưu ý rằng các phương trình (2,32 đến 2,36) cũng như Hình 2,75 chỉ áp dụng khi áp suất cuối đạt được với bơm được sử dụng thấp hơn một số đơn vị so với áp suất mong muốn. 

Ví dụ: Một buồng chân không có thể tích 500 l phải được bơm xuống 1 mbar trong vòng 10 phút. Tốc độ bơm hiệu quả nào là cần thiết? 
500 l = 0,5 m³; 10 phút = 1/6 giờ 
Theo phương trình (2,34) có nghĩa là: 

Trong ví dụ nêu trên, giá trị 7 được đọc từ đường thẳng trong Hình 2,75. Tuy nhiên, giá trị 8 được đọc từ đường đứt. Theo phương trình (2,35) thu được như sau: 

Thật khó để đưa ra các công thức chung để sử dụng trong khu vực chân không cao. Vì thời gian bơm để đạt được áp suất chân không cao nhất định chủ yếu phụ thuộc vào sự phát triển khí từ các bề mặt bên trong của buồng, điều kiện và xử lý trước các bề mặt này có ý nghĩa rất lớn trong công nghệ chân không. Trong mọi trường hợp, vật liệu được sử dụng không được có các vùng xốp hoặc - đặc biệt là liên quan đến quá trình nung - chứa các lỗ hổng; các bề mặt bên trong phải nhẵn nhất có thể (bề mặt thực = bề mặt hình học) và được làm sạch kỹ lưỡng (và khử mỡ). Sự phát triển khí thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào lựa chọn vật liệu và điều kiện bề mặt. Dữ liệu hữu ích được thu thập trong Bảng X.

Sự phát triển khí chỉ có thể được xác định theo thử nghiệm theo từng trường hợp bằng phương pháp tăng áp suất: hệ thống được hút chân không kỹ lưỡng nhất có thể, và cuối cùng, bơm và buồng được cách ly bằng van. Bây giờ thời gian được đo để áp suất trong khoang (thể tích V) tăng một lượng nhất định, ví dụ: công suất 10. Lượng khí Q phát sinh trên mỗi đơn vị thời gian được tính từ: 

(Δp = tăng áp suất đo được) 

Lượng khí Q bao gồm tổng lượng khí phát triển và tất cả các rò rỉ có thể có. Có thể xác định xem đó là do sự thoát khí hay rò rỉ khí bằng phương pháp sau: 

Lượng khí phát sinh từ sự phát triển khí phải giảm theo thời gian, lượng khí đi vào hệ thống từ rò rỉ vẫn không đổi theo thời gian. Về mặt thí nghiệm, sự phân biệt này không phải lúc nào cũng dễ dàng thực hiện, vì thường mất một khoảng thời gian đáng kể - với sự phát triển khí tinh khiết - trước khi đường cong áp suất-thời gian đo được tiếp cận giá trị cuối cùng không đổi (hoặc gần như không đổi); do đó, đầu của đường cong này đi theo đường thẳng trong thời gian dài và do đó mô phỏng rò rỉ (xem Phát hiện rò rỉ ). 

Nếu biết quá trình phát triển khí Q và áp suất p cần thiết, thì dễ dàng xác định tốc độ bơm hiệu quả cần thiết: 

Ví dụ: Một buồng chân không 500 l có thể có tổng diện tích bề mặt (bao gồm tất cả các hệ thống) khoảng 5 m². Phát triển khí ổn định được giả định là 2 · 10 ^-4 mbar · l/s trên mỗi m² diện tích bề mặt. Đây là mức cần thiết khi các van hoặc ống dẫn xoay, ví dụ, được kết nối với buồng chân không. Để duy trì áp suất trong hệ thống là 1 · 10 ^-5 mbar, bơm phải có tốc độ bơm 

Chỉ cần tốc độ bơm 100 l/giây để bơm liên tục lượng khí chảy vào qua rò rỉ hoặc thoát ra khỏi thành buồng. Ở đây, quy trình hút chân không tương tự như các ví dụ được đưa ra trong phần về chân không thô ở trên. Tuy nhiên, trong trường hợp bơm khuếch tán, quá trình bơm không bắt đầu ở áp suất khí quyển mà bắt đầu ở áp suất chân không sơ bộ pV. Sau đó, phương trình (2,34) chuyển thành: 

Ở áp suất ngược p_V = 2 · 10 ^-3 mbar, "nén" K là trong ví dụ của chúng tôi: 

Để đạt được áp suất cuối cùng là 1 · 10 ^-5 mbar trong vòng 5 phút sau khi bắt đầu bơm bằng bơm khuếch tán, tốc độ bơm hiệu quả là

Trong khu vực chân không thô, thể tích của bình là yếu tố quyết định về thời gian liên quan đến quá trình bơm. Tuy nhiên, ở các khu vực chân không cao và siêu cao, sự phát triển khí từ các bức tường đóng một vai trò quan trọng. Trong vùng chân không trung bình, quá trình bơm bị ảnh hưởng bởi cả hai lượng. Hơn nữa, trong khu vực chân không trung bình, đặc biệt là với bơm xoay, áp suất cuối có thể đạt được không còn là không đáng kể. Nếu lượng khí đi vào buồng được biết là ở tốc độ Q (theo milibar lít mỗi giây) từ sự phát triển khí từ các bức tường và rò rỉ, phương trình vi sai (2,32) cho quá trình bơm sẽ trở thành 

Tích hợp phương trình này dẫn đến 

Nơi làm việc 
p₀ là áp suất khi bắt đầu quá trình bơm 
p là áp suất mong muốn 

Trái ngược với phương trình 2.33b, phương trình này không cho phép giải pháp chắc chắn cho Seff, do đó, tốc độ bơm hiệu quả cho sự phát triển khí đã biết không thể được xác định từ đường cong thời gian - áp suất mà không có thêm thông tin. 

Do đó, trong thực tế, phương pháp sau đây sẽ xác định bơm có tốc độ bơm đủ cao: 
a) Tốc độ bơm được tính từ phương trình 2,34 là kết quả của thể tích của buồng không có sự phát triển khí và thời gian bơm chân không mong muốn. 
b) Tỷ lệ của tốc độ thoát khí và tốc độ bơm này được xác định. Hệ số này phải nhỏ hơn áp suất yêu cầu; vì lý do an toàn, nó phải thấp hơn khoảng mười lần. Nếu điều kiện này không được đáp ứng, phải chọn một bơm có tốc độ bơm cao hơn tương ứng.