خشک کردن، تقطیر و گاززدایی استیل
خلأ میانی (۱ تا ۳-۱۰ میلی‌بار)
تقطیر مولکولی، خشک کردن سرمایشی، تلقیح، ذوب و ریخته‌گری کوره‌ها و کوره‌های آرکی (جرقه‌ای)
خلأ بالا (۳-۱۰ تا ۷-۱۰ میلی‌بار)
لایه نشانی به روش تبخیر حرارتی، پردازش کریستال، ساخت لامپ[۴]، میکروسکوپ الکترونی، دستگاه‌های پرتوالکترونی و شتاب‌دهنده‌های ذرهای.
خلأ بسیار بالا (کمتر از ۷-۱۰ میلی‌بار)
گداخت همجوشی هسته‌ای، ذخیره‌سازی حلقه برای شتاب‌دهنده‌ها، تحقیقات فضایی و فیزیک سطح.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

مهم‌ترین فرایندهایی که تحت خلأ انجام می‌شود و محدوده فشار کاری آن‌ها در شکل ‏۱‑۱ ارائه شده است.
شکل ‏۱‑۱: نمایش محدوده خلأ که فرایندهای فیزیکی و شیمیایی انجام می‌شود.
شکل ‏۱‑۲: نمایش محدوده خلأ که فرایندهای صنعتی انجام می‌شود.
کاربرد خلأ در صنایع
فناوری سیستم‌های خلأ چند دهه در صنایع مختلف ضرورتا مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله صنایع:
پالایش نفت، گاز
پمپ وکیوم جهت واحدهای روغن سازی[۵]، تقطیر فراورده‌ها، فیلتراسیون خلأ، جایگزین اژکتورهای بخار، ایجاد خلأ و هواگیری در پروسه‌های مختلف و هواگیری پمپ‌‌های با NPSH کم.
پتروشیمی
پمپ وکیوم جهت فیلتراسیون، ایجاد خلأ و هواگیری در پروسه‌های مختلف.
معادن
پمپ وکیوم جهت فیلتراسیون، کنسانتره.
کاغذ
پمپ خلأ جهت خشک‌کردن و آبگیری از خمیر کاغذ، عملیات اشباع چوب در خلأ.
شیمیایی و دارویی
پمپ وکیوم جهت تخلیه مخلوط‌های گاز و بخار، خشک‌کردن، ایجاد خلأ در راکتور‎ها، حباب‌گیری هوای داخل مواد، آب‌گیری از خمیر صابون، هواگیری از آب و فیلتراسیون خلأ.
کاربردهای حساس خلأ در صنعت هوافضا
ساخت قطعات استراتژیک از جمله یاتاقان موتورجت، شافت روتور هلیکوپتر نظامی، بازو فعال‌کننده بال‌های هواپیمای نظامی، دنده‌ها در سیستم گیربکس هواپیما و هلیکوپتر و اتصالات در موتور هواپیما.
هسته‎ای
از جمله کاربردهای مهم خلأ در دستگاه‌های آنالیز می‌باشد. طیف‌سنج جرمی از دستگاه‌های حساس و دقیق آنالیز است که در علوم و تحقیقات هسته‌ای برای اندازه‌گیری فراوانی نسبی ایزوتوپی از اهمیت ویژه‌ای بر خوردار است. این دستگاه بدون داشتن یک سیستم خلأ بالا و فوق بالا، قادر به انجام آنالیز نخواهد بود زیرا برای حرکت الکترون‎ها و یون‎ها و انجام یونش، خلأ ۴-۱۰ تا ۶-۱۰ تور، در محفظه یونش الزامی است.
صنایع مواد غذایی
متالوژی و فلزات
اصطلاحات مورد استفاده در فیزیک خلأ
در این بخش اصطلاحات علمی مورد استفاده در فیزیک خلأ معرفی خواهند شد.
واحد‌های خلأسنجی
واحدهای خلأسنجی همان واحدهای فشارسنجی هستند. بنابراین در خلأسنجی نیز واحدهای پاسکال (Pa) و میلی‌متر جیوه (mmHg) به کار می‌روند. واحدی از فشار که عمدتا مورد استفاده قرار خواهد گرفت، تور[۶] است که به نام توریچلی ساخته شده و با تقریب خوبی، برابر یک میلی‌متر جیوه است. دیگر واحدهای رایج، اتمسفر استاندارد[۷]، بار (bar)، میلی‌ بار (mbar)، میکرو بار(Mbar)، پوند نیرو بر اینچ مربع (psi) است که ارتباط بین واحدها در زیر آمده است. واحد فشار در دستگاه SI عبارت است از نیوتن بر سطح مربع (۲N/m) یا پاسکال (Pa). واحدهای بسیار دیگری برای فشار وجود دارد که پاره‌ای از آن‌ها در تکنیک خلأ به کار می‌روند. بنابراین واحدهای فشار به کار برده شده در اندازه‌گیری‌های خلأ یا به صورت نیرو به ازاء هر واحد سطح[۸] (مانند نیوتن بر مترمربع، دین بر سانتیمتر مربع، پوند بر اینچ مربع، کیلوگرم بر مترمربع و…) یا بصورت ارتفاع یک ستون از مایع[۹] که توسط گاز در فشار خاصی در تعادل قرار گرفته است (مانند سانتی‌متر یا اینچ آب، میلی‌متر یا میکرون جیوه و…) بیان می‌شود. واحد فشار پیشنهاد شده از جانب انجمن خلأ آمریکا برای استفاده در تکنولوژی خلأ، میلی‌بار[۱۰] می‌باشد. در شکل ‏۱‑۳ واحدهای مختلف فشار و ارتباط بین واحدها ارائه شده است.
شکل ‏۱‑۳: نمایش واحدهای مختلف فشار و ارتباط بین آن‌ها
مسیر یا پویش آزاد میانگین[۱۱]
از آنجا که سیستم‌های کم ‌فشار بیشتر ماهیت گازی دارند، بنابراین بررسی خلأسازی بیشتر در این حالت از ماده انجام می‌گیرد.
در یک گاز، مولکول‌ها در یک مسیر یا خط راست حرکت می‌کنند، تا وقتی که با مولکول‌های دیگر یا با دیواره سامانه خلأ، برخورد کنند. فاصله میانگین حرکت یک مولکول گاز بین دو برخورد، مسیر آزاد میانگین نامیده شده می‌شود. طول این مسیر از خصوصیات مهم گازها بوده و وابسته به فشار گاز است. این مفهوم را با λ نشان می‌دهند که طبق رابطه (‏۱‑۱)، به طور معکوس، متناسب با تعداد مولکول‌ها در واحد حجم (یا به بیان دیگر فشار گاز) می‌باشد.

(‏۱‑۱)

در رابطه فوق K، ثابت بولتزمان برابر ۲۳-۱۰× ۳۸۰۶۶۲/۱ ژول بر کلوین (J/ K)، T، دما بر حسب درجه کلوین (K)، P، فشار بر حسب پاسکال (Pa)، ، قطر برخورد مولکول‌ها بر حسب متر (m) می‌باشد. در این حالت دما و فشار در حالت استاندارد (P= 105 Pa, T= 298/15 K) در نظر گرفته می‌شوند. در نتیجه معادله (‏۱‑۱) به صورت زیر در خواهد آمد.

(‏۱‑۲)

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...