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)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 

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

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  ∞

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

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

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

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