Info@Pinion.ir
Info@Pinion.ir
خرید مطمئن
گواهی اصالت کالا
انتخاب صحیح
قیمت رقابتی کالا
مشاوره مهندسی
کارشناسان مجرب

اندازه ‏گیری خلاء – بخش اول: تعریف و آحاد

پینیون > خدمات مهندسی > آموزش و مشاوره > اندازه ‏گیری خلاء – بخش اول: تعریف و آحاد

بخش اول: تعریف و آحاد 

اندازه‏ گیری خلأ

هدف از این مقاله ارائه درک بهتری از خلاء، از جمله توضیح خلاء، تعریف و توصیف ابزارهای اندازه گیری خلاء و توضیح کاربرد آن‏ها در عملیات خلاء کوره است.

vacuum-gauge

تعریف خلاء

خلاء را می توان به عنوان یک فضای خالی از ماده تعریف کرد. با این حال، دستیابی به چنین فضای خالی، اساسا بر روی زمین غیرممکن است. در عوض، بهتر است خلاء به عنوان یک فضا با فشار گازی بسیار کمتر از فشار اتمسفر توصیف شود. فیزیکدانان و دانشمندان، این فقدان “خلاء کامل” را در محفظه ‏های ساخت بشر مانند کوره های تولید، به عنوان فشار جزئی یا خلاء جزئی تعریف می‏ کنند.

کیفیت خلاء نشان دهنده مقدار ماده باقی مانده در سیستم است، به طوری که یک خلاء با کیفیت بالا بیانگر وجود بسیار کم ماده است. خلاء عمدتا با فشار مطلق آن اندازه‏ گیری می شود.

در دمای اتاق و فشار اتمسفر طبیعی، یک فوت مکعب (0.03 متر مکعب) هوا حاوی حدود 23^10×7 مولکول است که در جهت های تصادفی و با سرعت حدود 1000 مایل در ساعت حرکت می‏کند.

مبادله مومنتم به دیواره ‏ها برابر است با نیروی 14.7(psi) پوند برای هر اینچ مربع از مساحت دیواره. این فشار اتمسفر را می‏ توان در تعدادی از واحدها بیان کرد، ولی به طور معمول معادل وزن 760 میلیمتر ستون جیوه بیان می شود. بنابراین، یک اتمسفر استاندارد برابر با 760 میلی متر جیوه است.

تولید خلاء  تحت پمپاژ

فرآیند پمپاژ با هوا دارای فشار اتمسفر، در یک محفظه متصل به یک پمپ خلاء شروع می‏ شود. پمپ خلاء مولکول های گاز را از محفظه جدا می‏ کند تا به خلاء مطلوب برسد. هوا در فشار اتمسفر ترکیبی از گازها است که در جدول زیر نشان داده شده است.

air-composition

 ترکیب نسبی گازها بعدا در ادامه این مقاله مهم خواهد بود. مولکول های گاز همیشه در حال حرکت و برخورد هستند، مولکول به مولکول. این مولکول ها در فشار اتمسفر بسیار نزدیک هستند، بنابراین برخورد بسیار کوتاه است. فاصله بین مولکول ها یک تابع فشار است و به عنوان پویش آزاد متوسط ( MFP or Mean Free Pass) شناخته می شود. همان طور که محفظه به سمت خلاء بالاتر پمپ می‏ شود و مولکول‏ ها حذف می‏ شوند، MFP بیشتر و بیشتر می شود.

همانطور که فشار محفظه کاهش می‏ یابد، مولکول‏ های کمتری وجود دارند و پویش آزادمتوسط افزایش می ‏یابد. به طور مشابه، با کاهش چگالی گاز، شانس کمتری برای برخورد مولکولی وجود دارد. این همبستگی بین MFP و فشار در شکل زیر نشان داده شده‏ است.

mfp

مولکول‏ های هوا معمولا از طریق یک نوع پمپ جابجایی مثبت (Positive displacement) از قبیل یک پمپ چرخشی (rotary pump) روغن آب‏ بندشده (Oil-sealed) از محفظه خارج می‏ شوند.

واحدهای اندازه‏ گیری خلاء

اندازه‏ گیری خلاء، مانند هر اندازه‏ گیری دیگری، نیازمند واحدهای استاندارد اندازه ‏گیری است. اینچ یا میلی ‏متر جیوه، تور(Torr) و میکرون (micron) سه واحد اندازه گیری است که معمولا با صنعت کوره ‏های خلاء مرتبط است. سایر زمینه های خلاء  از پاسکال یا کیلوپاسکال (Pa or kPa) استفاده می‏ کنند. به علت کار توریچلی (Evangelista Torricelli) دانشمند قرن هفدهم، ما می دانیم که جو به طور کلی در سطح دریا فشاری معادل  ستون 30 اینچی (760 میلی متر) از  جیوه دارد. با استفاده از این مفهوم، می ‏توانیم کاهش فشار جو را با اینچ یا میلی متر جیوه اندازه گیری کنیم. بنابراین، کاهش 10 درصدی فشار اتمسفر، معادل یک سقوط 3 اینچی در ارتفاع ستون جیوه را نشان می دهد. به این ترتیب، خلاء به وسیله تفاوت بین فشار اتمسفریک معمول و فشار سیستمی که باید اندازه‏ گیری شود، بیان می‏ شود. بنابراین، کاهش 10 درصدی تراکم گاز از فشار اتمسفر بایستی به عنوان 3 اینچ خلاء اندازه گیری شود. برای اندازه ‏گیری ‏های خلاء روزانه مانند پیش بینی وضع آب و هوا، اینچ جیوه واحد خوبی است، اما برای اندازه ‏گیری در یک مقیاس دقیق‏ تر، دیگر واحدها مورد نیاز است. تور (torr)، واحدی است که به افتخار توریچلی نامگذاری شده‏ است. یک تور معادل یک میلی متر جیوه است. در نتیجه 760 تور به عنوان فشار معمولی جوی در سطح دریا است. تور به عنوان یکی از آحاد اندازه گیری به طور معمول برای خلأ در محدوده 1 تا 760 تور استفاده می‏ شود. برای اندازه ‏گیری خلاء در مقیاس حتی کوچک تر، “میکرون” مورد استفاده است. یک میکرون برابر 0.001 تور(Torr 10-3) است. میکرون (که با علامت µ نمایش داده می ‏شود) معمولا برای اندازه گیری خلاء در محدوده 0.001 تا 1Torr استفاده می‏ شود. برای عملیات حرارتی، تور و میکرون از اصلی ترین آحاد مورد استفاده برای اندازه گیری است. جدول زیر ضرایب تبدیل را برای سه واحد یاد شده مورد بررسی قرار می ‏دهد.

units-of-vacuum-measurement

12 پاسخ
  1. Ahmadian

    گیج های اندازه گیری اعداد خلا یا فشار باقیمانده را بصورت های مختلف نشان میدهند مثلا گیج صفر تا منفی یک عدد ۰/۸۵ را در محلی که ارتفاع از سطح دریا ۱۵۶۰ متر است نشان میدهد این عدد معادل چند میلیمتر جیوه است نحوه محاسبه چیست

  2. سهیل

    با سلام ، برای ایجاد یک خلا مناسب در سیستم های تهویه در سطح دریا باید به چه فشاری بر حسب تور یا میلی بار رسید ؟ با سپاس

    1. admin-1

      با سلام و عرض ادب دوست عزیز.
      برای راهنمایی دقیق باید کارشناسان ما نکاتی را برای شما بازگو کنند. لطفا با همکاران ما در بخش فنی به شماره تماس ۰۹۰۵۱۲۰۶۴۴۲ تماس بگیرید.
      با تشکر
      پینیون

  3. فریبرز

    درود بر شما . ایا با یک پمپ ۱۲ ولتی مکش که نوشنه ۶۰ مگا پاسکال امان ایجاد خلا یک محفظه ده لیتری وجود داره زمان زیاد مهم نیست . منظورم پمپهای مکش اکواریوم هستش .

    1. pinion

      سلام وقتتون بخیر.
      برای دریافت اطلاعات لطفا با کارشناس ما ۰۹۰۵۱۲۰۶۴۴۰ تماس بگیرید.
      باتشکر.
      پینیون

  4. با سلام
    ضمن تشکر از محتوای علمی و سایت ارزنده تان، خواهشمندم در خصوص نحوه محاسبه نیروی ایجاد شده توسط خلاء راهنمایی بفرمایید.
    بطور مسال یک جک با قطر ۵ سانتیمتر که ۶۰۰ میلی بار (خلا) پشت آن است فرمول مربوطه را موفق نشدم پیدا کنم.
    با سپاس
    مجتبی پاکباز.

    1. pinion

      سلام واحترام
      کاربر گرامی جهت راهنمایی دقیق در این مورد لطفا با کارشناسان ما تماس بگیرید.
      باتشکر
      پینیون

یک دیدگاه بگذارید