Algo de cálculos sobre vacío

Presentación del tema: "Algo de cálculos sobre vacío"— Transcripción de la presentación:

1 Algo de cálculos sobre vacío
Vamos a hacer una descripción en términos de flujos diferencias de presión Es análogo a la descripción de un circuito eléctrico en términos de corriente diferencias de voltaje Pero vamos a encontrar que, a diferencia de los componentes en un circuito eléctrico, el valor de las impedancias depende de la presión. Es como si las resistencias dependieran del voltaje. (No debería sorprenderlos si saben lo que es un diodo o un transistor)

2 Algo de cálculos sobre vacío
Existen dos regímenes para estos cálculos Altas presiones⇒l pequeño⇒interacciones dominan⇒fluído Regimen viscoso Turbulento Laminar Regimen intermedio Bajas presiones⇒l grande⇒partículas independientes⇒gas ideal Regimen molecular

3 Flujos dV dt P2  P1 Velocidad de bombeo Caudal Si P es estacionaria

4 P2 P1 Q  Conductancia Se define la conductancia
Hacer notar que C tiene las mismas unidades de S Es similar a la ley de Ohm

5 P2 P1 C1 C2 Combinación de conductancias Conductancias en paralelo
Conductancias en paralelo se suman

6 P2 P1 C2 C1 P3 Combinación de conductancias Conductancias en serie
Resistencias en serie se suman

7 C P2 P1 Bomba de vacío de velocidad de bombeo S
Como afecta una conductancia a una bomba de vacío? C Bomba de vacío de velocidad de bombeo S P2 P1 S* es menor que S S se combina como si fuera una conductancia

8 Si estoy en regimen molecular (P baja) cual es la conductancia de un agujero de área A?
Distribución de Maxwell-Boltzmann

9 Si estoy en regimen molecular (P baja) cual es la conductancia de un agujero de área A?
Densidad de impactos (Impingement rate) Camino libre medio Aire a T ambiente

10 Si estoy en regimen molecular (P baja) cual es la conductancia de un agujero de área A?
Valores numéricos para aire

11 Si estoy en regimen molecular (P baja) cual es la conductancia de un agujero de área A?
De derecha a izquierda pasan moles / seg J1 De izquierda a derecha pasan moles / seg J2 

12 Si estoy en regimen molecular (P baja) cual es la conductancia de un agujero de área A?
El flujo neto es Usando , , y para N2, 300K

13 Entonces, cual es la máxima velocidad de bombeo que puede tener una bomba a baja presión (difusora, turbo, iónica, etc) si su boca de entrada es de área A? Si tomo S  ∞

14 Si dispongo de una bomba de vacío de velocidad de bombeo S, en cuanto tiempo puedo evacuar un recipiente de volumen Vo ? Vo S

15 Kn << 1 Regimen viscoso Kn >> 1 Regimen molecular
Número de Knudsen Número de choques contra superficies en cubo de lado D Número de choques entre moléculas en cubo de lado D Kn << 1 Regimen viscoso Kn >> 1 Regimen molecular

16 Re > 2000 Flujo turbulento Re < 1000 Flujo laminar
En regimen viscoso Número de Reynolds Cociente entre la fuerza inercial y la viscosa Re > Flujo turbulento Re < Flujo laminar

17 Flujo viscoso laminar en un caño largo (Hagan – Poiseuille)
Integrando a lo largo del caño Flujo viscoso laminar Flujo molecular