Il pompaggio e le sorgenti di gas

Introduzione al Paragigo

flusso preliminare generico gradienti di pressione, flusso molecolare noeffetto mix. ridurre allontanandosi dalla prima, perché ha una pressionecostante

Ratio M->

Area H_2_n:transizione

P gamma: molucolare

Pressione

Kn = ( certa )

numero di Knudsen: caratteristiche del tipo di flusso del gas

di caratteristiche del recipiente eq. diametro camera

Tre Regimi al Flusso

1. Isochoro | Kn <= 0.01 = trasporto una forme = flusso laminaresiiinterazione tria le particelle
2. intermedio | 0.01 <= Kn <=0.5
3. molecolare | Kn no, Q.5 = interazione con le pachef

4. Flow rate

   = qnanto trasportate peminito ai volume

Esempi al flov rate:

• flusso veolumetrico:
• flusso massico:
• flusso molecolare:
• flusso pariclellate:

Il cubughli

numero exisco allinterno della linee al pomaggiodensita F vol speg (M e.s )

Portato Q X flow [M cbc / (.1) s

Volumetric Flovano

[flow volume]

V_v.a.cquanti po gas che socera nel flio per qualude paramato clin tempo, al Mc defarto.V ciclo al vesione della toxdiani del lo. V cilindro qn alto.

scetta al pomagedjo:

S es(1,s,sm.)/cm.1/s

V = Persso volum.terio olwanciesilla setra daltadedo pompa

General Pumpdown Equation

V_o dP_o / dt

quanto rilimnoso dei recipiente

Q_in = presioneS * P

In codizioni stazionarie e quasistationare fa varazione di pressione e construite cosoles

dp_o/dt =Q_in - S*P

INTRODUZIONE AL POMPAGGIO

flusso preliminare genere gradienti di pressione; flusso molecolare no effetto minori ridurre allontanandosi dalla pompa perché lì la linea pressione costante

Kn = λ / d numero di Knudsen:

di caratteristica del recipiente (es; diametro camera) caratterizza il tipo di flusso del gas

Tre regimi di flusso

1. 1. viscoso _{Kn < 0,01} →trasporto una colonna =flusso laminare →interazione tra le particelle
2. 2. intermedio _{0,01 < Kn < 0,5}
3. 3. molecolare _{Kn > 0,5} →interazione con le pareti

Flow rate = quantità trasportata per unità di volume

Esempi di flow rate:

• flusso volumetrico: q_v = ΔV / t q_v = d/dt [_v] = dm³ s⁻¹
• flusso massico: q_m = Δm / t q_m = dm/dt [_m] = kg s⁻¹
• flusso molecolare: q_n = Δn / t q_n = dn/dt [_n] = mol/s
• flusso particellare: q_n = ΔN / Δt [_n] = s⁻¹

Il concetto di flusso:

• Il gas esce all'esterno delta the linea di pompaggio
• Portata (Q) [m³/s] → pv è una quantità di gas che scorre attraverse le line volume tempo
• Volume flow [l, m³/h, cm³/s] = q_chem del gas che scorre nel tubo parametric di tempo per delta parametro

Presa al valore della sezione delta bubo:

• Velocità di pompaggio: [, ³/ℎ, ³/] = flusso volumetrico attraverso l’area del tubo

General Pumpdown Equation

• gas prodotto, sorgente dal outgassing
• V αP/dt + Q_chem = SP + gas prodotto
• − quantità pompata
• treattori di pompaaggio → quantità rimossa dal recipiente

In condizioni stazionarie e quasi stazionarie la variazione di pressione e costante (o quasi) nel tempo

dp / dt = 0 → Q_chem = S . P

Flusso massivo e flusso volumetrico

• Flusso massivo: dipende dalla pressione
• Flusso volumetrico: non dipende alla pressione

PV flow rimane costante lungo le condotte

Portata \(Q(T)\) PV flow = costante lungo la linea di pompaggio

• \(Q\) [mbar \cdot l/s]

Pressione varia in funzione della distanza dalla pompa

Velocità di pompaggio volumetrico del gas all’ingresso della pompa

S _i = `dv` \(\frac{Q (mbar \cdot l/s)}{\rho (mbar)}\) [S] = l/s

Varia dalla posizione (S più alte più vicino alla pompa)

Equazione del pompaggio : parte dinamica

Quantità di gas V dp − S ˙ p

Quantità di gas entrato nella pompa

Q = 0

Non segnala il gas di uscita.

p(t) = p ₀ exp \(\left( -S \frac{t}{V} \right)\)

u= \( \frac{V}{S} \)

t _h \(\frac{ln2}{S}\)

Tempo di dimezzamento della pressione.Ogni t/2 la pressione scende di un fattore \(\frac{1}{2} \)

E = tempo di pompaggio

E : 2.3 \(\frac{V log}{S} \) \(\left( \frac{P_1}{P_2} \right)\)

Nomogramma

Simula il tempo di pompaggio

Unendo volume – velocità di pompaggio – se trovi uno e E – tempo di pompaggio – pressione finale

Conduttanza = movimento dei gas anche più pii

C \(\bigl[ \frac{l}{s} \bigl]\) = \(\frac{Q \, (mbar \cdot l/s)}{\Delta p \, (mbar)}\)

• Sempre bassi
• Facilità con cui il gas passa nel tubo
• \(\Delta p=\) Differenza di pressione tra le camere

Esiste una analogia con un circuito elettrico

\(R = \frac{1}{C} \)

Resistenza

Conduttanze connesse

in serie

• _¹Ctot = _¹Ci
• Q_v costante

in parallelo

• C_tot = ΣC_i
• Δp=costante

effettiva velocità di pompaggio

misurata nella camera da vuoto e tiene conto delle conduttanze

_{¹C eff} = _¹C + _{¹C smembrato}

L_p dovute dalla conduttanza

Camera da vuoto

C

Pompa

Conduttanza regime viscoso

≠

Conduttanza regime molecolare

Interazione tra molecole

Conduttanza maggiore

Interazione con le pareti

Conduttanza minore

C_vis = 135 _{q⁶(^A/cm²)}[^l/_cm]

C_mol = 12,1 _√t [^A3/_cm]

funzione di p

rimane

non dipende da P

e lineare

Normogramma

empezza = conduttanza e diametro

Sorgenti di gas

Reazioni interne alla camera da vuoto possono far aumentare i risultati ottenuti in fase di pompaggio

• è trasformazione in fase solida
• H₂ in idruri
• (g)
• (s)

Sorgenti di gas:

• Pori (real leak)

  • -> comunicazione diretta esterno-interno

• Permseazione

  • -> flusso continuo ∇ riduzione della dimensione dei pori
  • (∇ p: p/piccolo)
  • coeff. di diffusione del gas nel materiale
• Virtual leak
• adsorbimento di macro poroso
• desorbimento degli elettrodi
• evaporazione
• esalazioni termiche

• backstreaming

  • -> dovuto all'olio delle pompe che a certe temperature può evaporare
  • Il più voluto ser. con filtri: (se back streaming leggero)
  • ∇ T flex e temperatura condensazione liquida

Metodi per diminuire l'evaporazione

• adsorption con triola elettrica e asciugatura con aria compressa -> pu ' elivere tracce di delia
• tensioattivi Sioglie Edico

Si usa azoto Argon o aria pura

gas residui durante le fasi di pompaggio

1^a fase di pompaggio :

• P < 10^-1 mbar
• azoto 78%
• idrogeno 21%
• acqua 1%
• 10^-1 < p < 10^-3 mbar
• azoto < 1%
• idrogeno