Absolutt trykk, overtrykk, vakuum. Absolutt vakuum og atmosfærisk trykk

I følge definisjonen i fysikk innebærer begrepet "vakuum" fraværet av noe stoff og elementer av materie i et bestemt rom, i dette tilfellet snakker de om et absolutt vakuum. Et delvis vakuum observeres når tettheten til stoffet som befinner seg på et gitt sted i rommet er lav. La oss se nærmere på dette problemet i artikkelen.

Vakuum og trykk

Ved å definere konseptet "absolutt vakuum" vi snakker om om materiens tetthet. Det er kjent fra fysikken at hvis gassformig materiale vurderes, så er tettheten til stoffet direkte proporsjonal med trykket. På sin side, når de snakker om et delvis vakuum, mener de at tettheten av materiepartikler i et gitt rom er mindre enn for luft ved normalt atmosfærisk trykk. Det er derfor spørsmålet om vakuum er et spørsmål om trykk i systemet som vurderes.

I fysikk er absolutt trykk en mengde lik forholdet mellom en kraft (målt i newton (N)) som påføres vinkelrett på en viss overflate til arealet av den overflaten (målt i kvadratmeter), det vil si P = F/S, hvor P er trykk, F er kraft, S er overflateareal. Måleenheten for trykk er pascal (Pa), det viser seg at 1 [Pa] = 1 [N]/ 1 [m 2 ].

Delvis vakuum

Det er eksperimentelt fastslått at ved en temperatur på 20 °C på jordoverflaten ved havnivå Atmosfæretrykk er 101 325 Pa. Dette trykket kalles 1. atmosfære (atm.). Omtrent kan vi si at trykket er 1 atm. tilsvarer 0,1 MPa. Svar på spørsmålet om hvor mye vi utgjør den tilsvarende andelen og finner at 1 Pa = 10 -5 atm. Et delvis vakuum tilsvarer ethvert trykk i det aktuelle rommet som er mindre enn 1 atm.

Hvis vi oversetter de angitte tallene fra trykkspråket til språket for antall partikler, skal det sies at ved 1 atm. 1 m 3 luft inneholder omtrent 10 25 molekyler. Enhver reduksjon i denne verdien fører til dannelsen av et delvis vakuum.

Vakuummåling

Det vanligste instrumentet for å måle små vakuum er et konvensjonelt barometer, som kun kan brukes i tilfeller der gasstrykket er flere titalls prosent av atmosfæretrykket.

For å måle høyere vakuumverdier bruk elektrisk diagram med Wheatstone Bridge. Ideen med bruk er å måle motstanden til sensorelementet, som avhenger av konsentrasjonen av molekyler i gassen som omgir det. Jo større denne konsentrasjonen er, jo flere molekyler treffer det følsomme elementet, og jo mer varme det overfører til dem, fører dette til en reduksjon i temperaturen til elementet, noe som påvirker dets elektrisk motstand. Denne enheten kan måle vakuum med trykk på 0,001 atm.

Historisk referanse

Det er interessant å merke seg at konseptet "absolutt vakuum" ble fullstendig avvist av kjente gamle greske filosofer, som Aristoteles. I tillegg var eksistensen av atmosfærisk trykk ikke kjent før på begynnelsen av 1600-tallet. Først med fremkomsten av moderne tid begynte det å bli utført eksperimenter med rør fylt med vann og kvikksølv, som viste at jordens atmosfære utøver press på alle omkringliggende kropper. Spesielt i 1648 var Blaise Pascal i stand til å måle trykk i en høyde på 1000 meter over havet ved hjelp av et kvikksølvbarometer. Den målte verdien viste seg å være mye lavere enn ved havnivå, og dermed beviste forskeren eksistensen av atmosfærisk trykk.

Det første eksperimentet som tydelig demonstrerte kraften til atmosfærisk trykk og også understreket konseptet vakuum ble utført i Tyskland i 1654, nå kjent som Magdeburg Spheres Experiment. I 1654 var den tyske fysikeren Otto von Guericke i stand til å koble sammen to metallhalvkuler med en diameter på bare 30 cm, og pumpet deretter luften ut av den resulterende strukturen, og skapte dermed et delvis vakuum. Historien forteller at to lag på 8 hester hver, som trakk i motsatte retninger, ikke klarte å skille disse kulene.

Absolutt vakuum: eksisterer det?

Med andre ord, er det et sted i rommet som ikke inneholder noe materie? Moderne teknologier lar deg skape et vakuum på 10 -10 Pa eller enda mindre, men dette absolutte trykket betyr ikke at det ikke er noen partikler igjen i systemet som vurderes.

La oss nå vende oss til det mest tomme rommet i universet - til åpen plass. Hva er trykket i rommets vakuum? Trykk inn verdensrommet rundt jorden er 10 -8 Pa, ved dette trykket er det omtrent 2 millioner molekyler i et volum på 1 cm 3. Hvis vi snakker om intergalaktisk rom, er det ifølge forskere, selv i det, minst 1 atom i et volum på 1 cm 3. Dessuten er universet vårt gjennomsyret av elektromagnetisk stråling, hvis bærere er fotoner. Elektromagnetisk stråling er energi som kan omdannes til den tilsvarende massen ved hjelp av Einsteins berømte formel (E = m*c 2), det vil si at energi, sammen med materie, er en tilstand av materie. Av dette følger det at det ikke eksisterer et absolutt vakuum i universet som er kjent for oss.

Når du velger en vakuumpumpe (eller kompressor) og vurderer dens egnethet for bruk i en bestemt teknologi, brukes to hovedegenskaper:

• PRESS
• OPPTREDEN

Vakuumpumpen eller kompressoren som en potensiell bruker ser etter, må først og fremst gi det nødvendige trykknivået. Da er oppgaven å oppnå dette trykket innen en viss tidsperiode. Hastigheten som den innstilte trykkverdien oppnås med, bestemmes av pumpehastigheten til vakuumpumpen. I dette tilfellet pumper gasskompressorer gasser og skaper trykk over atmosfærisk. Vakuumpumper genererer trykk under atmosfærisk, d.v.s. skape et vakuum.

Denne artikkelen vil snakke om lavtrykk, dvs. om VAKUUM som hoved tekniske spesifikasjoner alle vakuumpumper. Opprettelsen eller genereringen av et vakuum av en enhet er en dynamisk prosess for å senke atmosfærisk trykk i volum og tid. Når du søker etter og velger en vakuumpumpe basert på vakuumnivå, snakker de vanligvis om to egenskaper ved en vakuumpumpe relatert til trykk:

• endelig resttrykk (eller sluttvakuum, endelig trykk)
• arbeidstrykk (eller arbeidsvakuum, arbeidstrykk)

Ultimativt resttrykk - dette er den beste (høyeste) vakuumverdien som designet til denne vakuumpumpen kan oppnå. Det er viktig å forstå at når vakuumpumpen når dette grenseverdi vakuum, blir gasspumpeytelsen null, dvs. pumpingen stopper, og i fremtiden, når pumpen er i drift, vil denne verdien av maksimalt trykk opprettholdes som en viss oppnådd likevektstilstand for systemet "pumpet utpumpet volum".

Som regel oppnås verdien av maksimalt resttrykk bare når vakuumpumpen fungerer i "selvgående" modus, dvs. med innløpsrøret plugget. Dette kan forklares ganske enkelt: når teknologiske volumer (beholdere, rørledninger, skjøter, kamre, etc.) kobles til pumpen, er det alltid lekkasjer (lekkasjer) eller gassdesorpsjonsfenomener som ikke lar det pumpede volumet oppnå maksimalt vakuumverdi som pumpen selv kan skape.

Driftstrykk - dette er en gitt vakuumverdi som må leveres og vedlikeholdes av en vakuumpumpe i en bestemt teknologi eller prosess.

Når du velger en vakuumpumpe, bør dens maksimale resttrykk være litt bedre enn driftstrykket. Dette ser ut til å gi en viss «sikkerhetsmargin», dvs. garantere at trykket som kreves i prosessen oppnås ved bruk av denne spesielle vakuumpumpen.

2. Gasstrykk i volumet. Atmosfæretrykk. Konseptet "VAKUUM".

Trykket av gasser i et lukket volum er den totale kraften som utøves av støt (skyver) av gassmolekyler som stadig beveger seg inn i volumets vegger, som et resultat av deres konstante Brownske bevegelse og kollisjon med hverandre og med de faste veggene til fartøy.

Den grunnleggende SI-enheten for trykk er "Pa" (Pascal):

1 Pa = 1 N/m2 = 0,01 mbar [1]

Andre generelt aksepterte trykkenheter og deres relasjoner er vist i tabell 1:

Tabell 1
Trykkenhet	bar	mbar	mm. Hg Kunst.	m vann Kunst.	Pa	kPa	MPa	atm.	på.	kgf/cm 2	psi
Bar	1	1000	750	10,2	100 000	100	0,1	0,9869	1,02	1,02	14,5

Atmosfæretrykk - dette er trykket som utøves av massen til luftsøylen, som en blanding av gasser, som strekker seg til en høyde på mer enn 1000 km fra overflaten av jorden og havet. Det må forstås at jo høyere målepunktet for dette atmosfæriske trykket er fra havoverflaten, jo mindre konsentrert atmosfæren, jo sjeldnere er blandingen av gasser (som om massen deres fortynnes i et enormt volum som øker med høyden) og, som et resultat faller trykket til denne blandingen av gasser med stigning til høyden (se fig. 2). Hvorfor? Det er bare at planeten Jorden har blitt tredoblet i lang tid, rundt som det er en atmosfære, som en gassaura rundt en ball. Takket være denne atmosfæriske auraen, lever organismer og de mest vitale reaksjonene av stoffer oppstår, som stadig forbruker oksygen, og planter, som stadig produserer dette oksygenet og gjenoppretter den såkalte. atmosfærisk oksygenbalanse. Det meste levende eksempler- dette er vind, forbrenning (som en oksidasjonsprosess) og respirasjon av levende organismer, dyr, mennesker.

Kurven for endringer i atmosfærisk trykk opp til en høyde på 12 km over havet er vist i fig. 3.

Jordens atmosfære . Det er generelt akseptert at dette er en blanding av 14 "jordiske" hovedgasser (se fig. 1), hvorav tre utgjør brorparten, totalt mer enn 99 % (nitrogen - mer enn 78 %, oksygen - mer enn 20 %, vanndamp kan være mer 1 %).

Jordas atmosfære er delt inn i soner basert på trykk- og temperaturparametre: troposfæren, stratosfæren, mesosfæren og termosfæren (se fig. 4).

Vakuum - dette er ethvert trykk hvis verdi er under atmosfærisk. Normalt atmosfærisk trykk under terrestriske forhold anses å være det absolutte trykket til den atmosfæriske kolonnen på overflatenivået til verdenshavene (havet). Denne verdien er 1013 mbar abs. "abs." - her mener vi absolutt trykk, som er lik null i tilfelle det ikke er et eneste gassmolekyl i volumet. Fordi på jordens overflate, i dens dyp og i atmosfæren er det alltid gassformige stoffer og damper av flytende stoffer, da er absolutt vakuum uoppnåelig under terrestriske forhold. Uansett hvor raskt og godt volumene pumpes ut av moderne vakuumpumper, uansett hvor forseglet de er, er det i den mikroskopiske ruheten til volumenes vegger alltid en viss mengde gassmolekyler som ikke kan fjernes fra disse mikrorelieffene. I tillegg, når det er trykk på veggene til kar fra utsiden, er det alltid gassmolekyler som slipper gjennom, som om de siver gjennom en sil, innvendig, til og med gjennom fast stoff. krystallgitter metaller I lukkede volumer er det alltid fenomener med gassdesorpsjon, dvs. frigjøring av gassmolekyler fra volumets vegger innover, er det alltid mikroporer og mikrosprekker som gasser trenger inn i sonene gjennom. lavtrykk. Alt dette tillater oss ikke å oppnå et absolutt vakuum under terrestriske forhold.

	Data: Alpene er en fjellkjede som krysser grensene til seks land. I hjertet deres reiser det berømte Mont Blanc-fjellet, som ligger på grensen til Frankrike og Italia. Alpene i seg selv er en fjellkjede som strekker seg over hele Europa i nesten 1200 km på det bredeste punktet mellom italienske Verona og tyske Garmisch-Partenkirchen, den er omtrent 260 km bred, og okkuperer et totalt areal på 190 tusen kvadratmeter. km. Alpene ligger helt eller delvis på territoriet til 8 land. Ved del Totalt areal stater som tilhører Alpene, ligger disse landene som følger: Liechtenstein (100%), Monaco (100%), Østerrike (65%), Sveits (60%), Slovenia (40%), Italia (17%), Frankrike ( 7 %), Tyskland (3 %).
	Data: Everest, også kjent som Chomolungma, er den høyeste toppen i verden, høyden på dette fjellet er 8848 meter. Everest ligger i Himalaya-fjellene, som strekker seg over det tibetanske platået og den indo-gangetiske sletten på territoriet til flere land: Nepal, India, Bhutan, Kina. Toppen av Everest ligger i Kina, men selve fjellet ligger på grensen mellom Kina og Nepal.
	Data: I sivil og militær luftfart Det er veldig viktig å opprettholde atmosfærisk trykk inne i flyet, fordi... når den heves til en hvilken som helst høyde fra jordoverflaten, synker trykket utenfor, og dette medfører en utstrømning av luft fra flykabinen inn i eksternt miljø. For å forhindre at dette skjer, må to grunnleggende betingelser for en normal flyging med pilot eller passasjerer være oppfylt: Flykroppen må være forseglet (maksimalt ingen luftlekkasjer til utsiden); - luft må tilføres huset av kompressorer under overtrykk for å kompensere for de alltid eksisterende lekkasjer og mikrolekkasjer av luft til utsiden. Hvis det i militære fly er mulig å løse problemet med lekkasjer ved hjelp av individuelle pilotmasker, opprettes det spesielle i sivile fly, der det er mange passasjerer. automatiserte systemer opprettholde atmosfærisk trykk.

Ris. 3. Graf over reduksjon i atmosfærisk trykk med høyde over havet (fra 0 til 12) km.

Ris. 4. Diagram over lufttemperaturfordeling i 4 lag av den atmosfæriske kolonnen:
troposfæren(opptil 11 km), stratosfæren(fra 11 til 47 km), mesosfæren(fra 47 til 80 km), termosfære(over 80 km).

3. Vakuumdybdegradering (tekniske vakuumnivåer).

Det finnes flere metoder for å dele opp hele den mulige lavtrykksskalaen i ulike intervaller (segmenter). De vanligste er akademisk eksamen og industriell eksamen.

Akademisk er basert på å vurdere tettheten (graden av sjeldneri) av gasser etter arten av bevegelsen til molekylene deres i volumer ved å måle banelengdene til molekyler mellom deres kollisjoner med hverandre og med veggene til kar, dvs. såkalt forholdsmessig frie veilengder. Jo mer gjennomsnittlig lengde fri bane for molekylet, jo bedre vakuum. Så hvis for eksempel et gassmolekyl i et volum klarer å fly fra vegg til vegg uten å kollidere med andre molekyler, så er dette en indikator på at det er oppnådd et ultrahøyt vakuum i et slikt volum.

Siden vi spesialiserer oss på levering av utstyr for industrielle applikasjoner, vil vi i denne artikkelen vurdere en industriell tilnærming til å dele vakuum i 4 klasser (intervaller). Denne metoden samsvarer med den europeiske standarden DIN 28400. Vakuumklassene er gitt i tabell 2.

tabell 2
Tekniske vakuumnivåer (klasser)	Trykkområde
FOREVAKUUM (grovt vakuum)	(1000 til 1) mbar abs.
MIDDELSVAKUUM (fint vakuum)	(fra 1 til 10 -3) mbar abs.
HØYVAKUUM	(fra 10 -3 til 10 -7) mbar abs.
Ultrahøyt vakuum	(10 -7 og under) mbar abs.

4. Grunnleggende lover for GASSFYSIKK og tilstandsligningen til en ideell gass.

	Boyle-Marriott-loven. Boyle-Mariotte-loven ble etablert av den engelske fysikeren Robert Boyle i 1662 og uavhengig av den franske vitenskapsmannen Edme Mariotte i 1679 og høres slik ut: For en gitt gassmasse ved konstant temperatur er produktet av trykket s per volum V det er en konstant verdi: PV = konst [ 2 ] Denne loven kalles også LOVEN OM ISOTHERMAL PROSESS. Som et eksempel: Når volumet av en viss mengde gass gradvis øker, for å holde temperaturen konstant, må gasstrykket også gradvis avta.
	Gay-Lussacs lov. Lov om gassvolum V og dens temperatur T, ble etablert av den franske vitenskapsmannen Joseph Gay-Lussac i 1802. For en gitt gassmasse ved konstant trykk er forholdet mellom volumet av gassen og dens temperatur en konstant verdi. VT = konst [3] Denne loven kalles også LOVEN OM ISOBAR PROSESS. Som et eksempel: Når en viss mengde gass gradvis varmes opp, for å holde trykket konstant, må gassen også gradvis utvide seg.
	Charles lov. Lov om gasstrykk s og dens temperatur T, installert av Jacques Charles i 1787. For en gitt masse gass i et lukket, forseglet volum, er gasstrykket alltid direkte proporsjonalt med temperaturen. PT = konst [4] Denne loven kalles også LOVEN OM ISOKORISK PROSESS. Som et eksempel: Når en viss mengde gass gradvis varmes opp i et lukket volum, vil trykket også øke gradvis.
Tilstandsligning for en ideell gass. Ligningen som lar oss generalisere alle de tre grunnleggende gasslovene i termodynamikken kalles den ideelle gassligningen eller Mendeleev-Clapeyron-ligningen. Det gir forholdet mellom de tre viktigste makroskopiske parameterne som beskriver tilstanden til en ideell gass: trykk p, volum V, temperatur T, og har formen: [ 5 ] p∗V = Const = f, hvor f avhenger av typen gass T eller når skrevet i en annen form: [6] p ∗ V = m ∗R∗T μ s- gasstrykk, Pa(N/m 2) V- gassvolum, m 3 m- gassmasse, kg μ - molar masse gass R = 8,31 J/mol ∗ K- universell gasskonstant, T- gasstemperatur, °K(grader absolutt skala Kelvin). Under ideell gass refererer til en gass hvis partikler ikke samhandler på avstand materielle poeng og oppleve absolutt elastiske kollisjoner med hverandre og med veggene i blodårene. Det er viktig å forstå at alt gasslover arbeid for en fast masse (mengde) gass. Disse lovene fungerer godt for vakuumregimer og er ikke akseptable under veldig høye trykk og temperaturer.

5. Design typer vakuumpumper.

Hvis vi snakker om vakuumnivået og dets bruk til industrielle og forskningsformål, så:

I den globale masseindustrien er forvakuum og mellomvakuum veldig mye brukt;

I sjeldnere høyteknologier brukes forvakuum, middels og høyt vakuum;

I laboratorier og forskning kan du finne alle klasser av vakuum, inkl. og superhøy.

For å få alle klasser i industrien bruker de ulike design vakuumpumper, hvis hovedtyper er vist i tabell 3.

Tabell 3
Pumpetype	Strukturell utsikt (ordning)	Driftstrykkområde
Diafragma vakuumpumpe: 1 pumpetrinn - 2 pumpetrinn - 3 pumpetrinn - 4 pumpetrinn		Følgelig, arbeid i området: Fra 100 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk - fra 10 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk - fra 2 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk - fra 0,5 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk
Vortex blåser		fra 600 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk
Dobbel rotorblåser		fra 400 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk
Tørr vingerotor Støvsuger pumpe		fra 150 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk
Vannring vakuumpumpe		fra 33 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk
Dry Cam Vakuumpumpe		fra 20 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk
Roterende lamellvakuumpumpe med resirkulerende smøring		fra 0,5 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk
Dry Scroll Vakuumpumpe
Tørrskrue vakuumpumpe		fra 0,01 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk
2-trinns oljebad roterende lamellvakuumpumpe		fra 0,0005 mbar abs. opp til atmosfærisk trykk
Roots tørr vakuumpumpe (booster)		fra 0,001 til 25 mbar abs.
Høyvakuumpumper: Turbomolekylær - diffusjonsdamp-olje - kryogen - magnetisk utladning - sorpsjon, ionisk og heteroionisk		fra 10 -11 til 5 mbar abs.

I denne delen er hovedvekten lagt på pumper for å oppnå for-vakuum, fordi... Dette er den mest populære nisjen i vakuumutstyrsmarkedet, og ikke bare i Russland og CIS-landene, men over hele verden.

Du bør også vite at høyvakuumpumper ikke kan fungere uten for- og mellomvakuumvakuumpumper, fordi de begynner å jobbe bare med lavtrykk(som regel fra et middels vakuum) og deres eksos må skje i vakuumsonen, ellers er høyt og ultrahøyt vakuum uoppnåelig. At. forvakuum- og mellomvakuumpumper er etterspurt i alle bransjer, høyteknologiske områder og vitenskapelig forskning.

Konseptet med vakuum har endret seg over tid. Helt i begynnelsen av utviklingen av vitenskaper om verden rundt, betydde vakuum ganske enkelt tomhet; selv vakuum er oversatt fra latin som "tomhet." Det var mer en filosofisk kategori, siden forskere ikke hadde mulighet til å studere noe som engang var i overenstemmelse med ideer om vakuum. Den moderne kaller vakuum tilstanden til et kvantefelt der den energitilstand er på sitt laveste nivå. Denne tilstanden kjennetegnes først og fremst av det faktum at det ikke er noen reelle partikler i den. Teknisk vakuum er en svært foreldet gass. Dette er ikke helt et ideelt vakuum, men faktum er at under forholdene er det uoppnåelig. Tross alt lar alle materialer gasser passere gjennom i mikroskopiske volumer, så ethvert vakuum i et fartøy vil ha forstyrrelser. Graden av dens sjeldnehet måles ved å bruke parameteren λ (lambda), som indikerer lengden på den frie partikkelen. Dette er avstanden den kan reise før den kolliderer med en hindring i form av en annen partikkel eller veggen til en beholder. Et høyvakuum er et der gassmolekyler kan passere fra en vegg til en annen uten nesten noen gang å kollidere med hverandre. Lavt vakuum er preget av tilstrekkelig stort beløp Men selv om vi antar at det er mulig å oppnå idealet, bør vi likevel ikke glemme en slik faktor som termisk stråling - den såkalte fotongassen. Takket være dette fenomenet ville temperaturen på en kropp plassert i vakuum etter en tid bli den samme som karets vegger. Dette vil skje nettopp på grunn av bevegelsen av termiske fotoner. Et fysisk vakuum er et rom der det ikke er noen masse i det hele tatt. Men ifølge kvantefeltteorien, selv i denne tilstanden kan det ikke kalles absolutt tomhet, siden virtuelle partikler kontinuerlig dannes i det fysiske vakuumet. De kalles også nullpunktsfeltoscillasjoner. Det er forskjellige feltteorier, ifølge hvilke egenskapene til masseløst rom kan variere litt. Det antas at vakuumet kan være en av flere typer, som hver har sine egne egenskaper. Noen av egenskapene til kvantefeltet som ble forutsagt av teoretiske forskere har allerede blitt bekreftet eksperimentelt. Blant hypotesene er det også de som kan bekrefte eller avkrefte grunnleggende fysikkteorier. For eksempel er antakelsen om at såkalt falsk vakuum (ulike vakuumtilstander) er mulig, svært viktig for å bekrefte Bolshoi-inflasjonsteorien.

Begrepet " vakuum", Hvordan fysiske fenomen- et miljø der gasstrykket er under atmosfærisk trykk.

Kvantitative egenskaper Vakuumet er absolutt trykk. Den grunnleggende enheten for trykkmåling i Internasjonalt system(SI) er Pascal (1 Pa = 1N/m2). Men i praksis finnes det også andre måleenheter, som millibar (1 mbar = 100 Pa) og Torres eller millimeter kvikksølv(1 mmHg = 133,322 Pa). Disse enhetene er ikke SI-enheter, men er akseptable for måling av blodtrykk.

Vakuumnivåer

Avhengig av hvor mye trykket er under atmosfærisk (101325 Pa), ulike fenomener, som et resultat av hvilket forskjellige midler kan brukes for å oppnå og måle slikt trykk. I dag er det flere nivåer av vakuum, som hver har sin egen betegnelse i samsvar med trykkintervallene under atmosfærisk:

• Lavvakuum (LV): fra 10 5 til 10 2 Pa,
• Middels vakuum (SV): fra 10 2 til 10 -1 Pa,
• Høyvakuum (HV): fra 10 -1 til 10 -5 Pa,
• Ultrahøyt vakuum (UHV): fra 10 -5 til 10 -9 Pa,
• Ekstremt høyt vakuum (EHV):

Disse vakuumnivåene er delt inn i tre produksjonsgrupper avhengig av bruksområde.

- Lavt vakuum: Brukes hovedsakelig der store mengder luft må pumpes ut. For å oppnå lavvakuum brukes elektromekaniske pumper av vingetype, sentrifugalpumper, sidekanalpumper, strømningsgeneratorer osv.

Lavvakuum brukes for eksempel i silketrykkfabrikker.

- Industristøvsuger: Begrepet "industrielt vakuum" tilsvarer et vakuumnivå fra -20 til -99 kPa. Denne serien brukes i de fleste applikasjoner. Industrielt vakuum oppnås ved hjelp av roterende, væskering-, stempelpumper og vingevakuumgeneratorer i henhold til Venturi-prinsippet. Industrielle vakuumapplikasjoner inkluderer sugekoppgriping, termoforming, vakuumklemming, vakuumpakking, etc.

- Teknisk vakuum: tilsvarer vakuumnivå fra -99 kPa. Dette nivået av vakuum oppnås ved å bruke totrinns rotasjonspumper, eksentriske rotasjonspumper, Roots vakuumpumper, turbomolekylære pumper, diffusjonspumper, kryogene pumper, etc.

Dette vakuumnivået brukes hovedsakelig i lyofilisering, metallisering og varmebehandling. I vitenskapen brukes teknisk vakuum som en simulering av verdensrommet.

Den høyeste vakuumverdien på jorden er betydelig mindre enn verdi absolutt vakuum, som forblir en rent teoretisk verdi. Faktisk, selv i verdensrommet, til tross for fraværet av en atmosfære, er det ingen et stort nummer av atomer.

Hoveddrivkraften for utviklingen av vakuumteknologi kom fra forskning innen industrifeltet. Det er i dag et stort antall søknader innen ulike sektorer. Vakuum brukes i elektrostrålerør, glødelamper, partikkelakseleratorer, metallurgi, mat og romfart, kjernefysisk fusjonskontroll, mikroelektronikk, glass og keramikk, vitenskap, industrirobotikk, sugekoppgripesystemer etc.

Eksempler på vakuumapplikasjoner i industrien

Vakuum flere gripesystemer "OCTOPUS"

Vakuum sugekopper - generell informasjon

Vakuumsugekopper er et uunnværlig verktøy for å gripe, løfte og flytte gjenstander, ark og ulike gjenstander som er vanskelige å flytte med konvensjonelle systemer på grunn av deres skjørhet eller risiko for deformasjon.

Når de brukes riktig, gir sugekopper praktisk, økonomisk og sikker drift, som er et grunnleggende prinsipp for ideell implementering av automatiseringsprosjekter i produksjonen.

Langsiktig forskning og oppmerksomhet på kravene til våre kunder har gjort det mulig for oss å produsere sugekopper som tåler høye og lave temperaturer, abrasiv slitasje, elektrostatiske utladninger, aggressive miljøer, og heller ikke etterlate flekker på overflaten av gjenstander som bæres. I tillegg overholder sugekoppene EEC sikkerhetsstandarder og FDA, BGA, TSCA matvarestandarder.

Alle sugekoppene er laget av høykvalitets vakuumformede komponenter og er behandlet med anti-korrosjonsbehandling for lang levetid. Uavhengig av konfigurasjon har alle sugekoppene sine egne merker.

Blekksprut flere fangstsystem

Den numeriske verdien av trykk bestemmes ikke bare av det vedtatte systemet med enheter, men også av det valgte referansepunktet. Historisk har det utviklet seg tre trykkreferansesystemer: absolutt, overskudd og vakuum (fig. 2.2).

Ris. 2.2. Trykkskalaer. Sammenheng mellom press

absolutt, overskudd og vakuum

Absolutt press målt fra absolutt null (fig. 2.2). Dette systemet er ved atmosfærisk trykk. Derfor er det absolutte trykket

Absolutt trykk er alltid en positiv verdi.

Overtrykk målt fra atmosfærisk trykk, dvs. fra betinget null. For å gå fra absolutt til overtrykk, er det nødvendig å trekke atmosfærisk trykk fra absolutt trykk, som i omtrentlige beregninger kan tas lik 1 på:

Noen ganger kalles overtrykk manometertrykk.

Vakuumtrykk eller vakuum kalt mangel på trykk til atmosfærisk

Overtrykk indikerer enten overskudd over atmosfæretrykk eller mangel under atmosfæretrykk. Det er klart at vakuum kan representeres som negativt overtrykk

Som man kan se, skiller disse tre trykkskalaene seg fra hverandre enten i begynnelsen eller i tellingsretningen, selv om selve tellingen kan utføres i samme system av enheter. Hvis trykket bestemmes i tekniske atmosfærer, vil betegnelsen på trykkenheten ( på) en annen bokstav tildeles, avhengig av hvilket trykk som tas som "null" og i hvilken retning den positive tellingen tas.

For eksempel:

Det absolutte trykket er 1,5 kg/cm2;

Overtrykk er 0,5 kg/cm2;

Vakuumet er 0,1 kg/cm2.

Oftest er en ingeniør ikke interessert i absolutt trykk, men i dets forskjell fra atmosfærisk trykk, siden veggene til strukturer (tank, rørledning, etc.) vanligvis opplever forskjellen mellom disse trykkene. Derfor indikerer instrumenter for måling av trykk (trykkmålere, vakuummålere) i de fleste tilfeller direkte overtrykk eller vakuum.

Trykkenheter. Som det følger av selve definisjonen av trykk, faller dens dimensjon sammen med dimensjonen av spenning, dvs. representerer kraftdimensjonen delt på arealdimensjonen.

Trykkenheten i International System of Units (SI) er pascal - trykket forårsaket av en kraft jevnt fordelt over et område normalt til den, dvs. sammen med denne trykkenheten brukes forstørrede enheter: kilopascal (kPa) og megapascal (MPa):

I teknologi, i noen tilfeller, fortsetter de tekniske MKGSS (meter, kilogram-force, second, a) og fysisk GHS (centimeter, gram, andre) enheter av enheter. Ikke-systemenheter brukes også - teknisk atmosfære og bar:

Man bør heller ikke forveksle den tekniske atmosfæren med den fysiske atmosfæren, som fortsatt er noe vanlig som en trykkenhet:

2.1.3. Egenskaper til hydrostatisk trykk

Hydrostatisk trykk har to hovedegenskaper.

1. eiendom. Kraftene til hydrostatisk trykk i en væske i hvile er alltid rettet innover langs normalen til aksjonsområdet, dvs. er komprimerende.

Denne egenskapen kan bevises ved selvmotsigelse. Hvis vi antar at kreftene er rettet normalt utover, så tilsvarer dette utseendet av strekkspenninger i væsken, som den ikke kan oppfatte (dette følger av væskens egenskaper).

2. eiendom. Størrelsen på hydrostatisk trykk på et hvilket som helst punkt i væsken er den samme i alle retninger, dvs. er ikke avhengig av orienteringen i rommet til stedet den virker på

hvor er hydrostatiske trykk i retning av koordinataksene;

Det samme i alle retninger.

For å bevise denne egenskapen, la oss velge et elementært volum i en stasjonær væske i form av et tetraeder med kanter parallelle med koordinataksene og tilsvarende lik , Og (Fig. 2.3).

Ris. 2.3. Ordning for å bevise eiendommen

på uavhengigheten av hydrostatisk trykk fra retning

La oss introdusere følgende notasjon: - hydrostatisk trykk som virker på en flate vinkelrett på aksen;

Trykk på ansiktet vinkelrett på aksen;

Trykk på ansiktet vinkelrett på aksen;

Trykk som virker på et skrånende ansikt;

Området til dette ansiktet;

Væsketetthet.

La oss skrive ned likevektsbetingelsene for tetraederet (som for fast) i form av tre kraftprojeksjonsligninger og tre momentligninger:

Når volumet til tetraederet synker til null i grensen, transformeres systemet med virkende krefter til et system av krefter som går gjennom ett punkt, og dermed mister øyeblikksligningene sin betydning.

Inne i det valgte volumet virker således en enhetsmassekraft på væsken, hvis akselerasjonsprojeksjoner er lik , , Og . I hydraulikk er det vanlig å relatere massekrefter til en masseenhet, og siden vil projeksjonen av en enhetsmassekraft være numerisk lik akselerasjon.

hvor ,, er projeksjonene av en enhetsmassekraft på koordinataksene;

Masse av væske;

Akselerasjon.

La oss lage en likevektsligning for det valgte væskevolumet i aksens retning , tatt i betraktning at alle krefter er rettet langs normalene til de tilsvarende områdene inne i væskevolumet:

hvor er projeksjonen av kraft fra hydrostatisk trykk;

Projeksjon av kraft fra trykk;