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Introdução à tecnologia de vácuo
I – Alguns conceitos e aplicações
II - Escoamento de gases
III - Bombas de vácuo
IV - Medidores de pressão
Taxa de recobrimento de uma superfície:quantas camadas depositadas por segundo?
kT
P
V
Nn
Densidade:
Livre caminho médio ():comparar com as dimensões físicas do sistema
I - Alguns conceitos e aplicações:
Aplicações: para que fazer vácuo?
Aumentar o livre caminho médio. Ex.: tubo de televisão, aceleradores
Evitar reações químicas. Ex.: fabricação de um espelho adesão
Evitar a presença de contaminantes. Ex.: filmes em lentes fotográficas
Diminuir o fluxo de partículas sobre uma superfície. Ex.: estudo da física de superfícies
Pressão(Fração de uma
atmosfera)
NumberDensity(cm-3)
Livre caminho médio (cm)
Fluxo se partículas(cm-2 sec-1)
Tempo p/ uma monocamada (sec)
1 2.5 x 1019 6.5 x 10-6 2.9 x 1023 3 x 10-9
1/10 2.5 x 1018 6.5 x 10-5 2.9 x 1022 3 x 10-8
1/1,000 2.5 x 1016 6.5 x 10-3 2.9 x 1020 3 x 10-6
1/1,000,000 2.5 x 1013 6.5 2.9 x 1017 3 x 10-3
1/1,000,000,000 2.5 x 1010 6.5 x 103 2.9 x 1014 3
1/1,000,000,000,000 2.5 x 107 6.5 x 106 2.9 x 1011 3000
Alguns números...
Para introduzir os parâmetros velocidade de bombeamento e throughput Ex.: pistão sem atrito
para bomba
Pistão sem atrito
P
P=const.
NkTPV
kTt
N
t
VP
t
VS
Definido a velocidadede de bombeamento:
kTt
NPS
Definido throughput: PSQ
kTt
NQ
[S]=litros/s
[Q]=Torr litros/s
Para T constante Q é constante ao longo do sistema! (S e P variam)
t
N
P
kTS
Bombeamento de um sistema
P
kTNNPV f fNNkT
PV
t
NkT
t
NkT
t
T
T
PV
t
PV
t
VP f
Se T=const. e V=const.,
t
NkT
t
NkT
t
PV f
t
N
P
kTS
Mas,
t
NkTPS
t
PV f
.constt
NkTQ f
f
se
S
Qe
S
QPP fttVSf
tt
)(/ 12
12
.constS e
Condutância: definição
Um tubo sujeito a uma diferença de pressão P1-P2 apresenta uma certa impedância (Z)ao fluxo de massa que passa por ele.
O inverso desta impedância é a condutância (C=1/Z) do tubo.
Notem: C e S têm as mesmas unidades !
Q
PPZ 21
ou
21 PP
QC
Condutância: a equação mestre
Bomba,
Representação esquemática de um sistema de vácuo(Building Scientific Apparatus J. H. Moore et al.)
S
QP 1
PS
QP 2
CPPQ 21
CSS P
111
Combinação de condutâncias:
321
1111
CCCCserie
321 CCCCparalelo
Exemplos de fórmulas para condutância:
14
180 slitrosPL
DC
(P em Torr. D e L em cm.)
Regime de fluxo viscoso:
Regime de fluxo molecular:
Tubo reto com seção reta circular a 20 oC
13
12 slitrosL
DC
Bomba de pistao rotativo
Scroll Pump
Scroll Animation.swf
(Bomba seca de rolos)
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