Vacío

Llamaremos “hacer vacío” a remover en forma parcial el aire de adentro de un recipiente hermético

Para qué o por qué queremos hacer vacío?

Uso industrial

“Limpieza” en un experimento

Aislación térmica

Presión

Unidades

Pascal = 1 Nw/m2

bar = 100000 Pascal

1 Atm = 760 mmHg = 101325 Pascal = 1.01325 bar

1 mbar = 0.75 Torr = 100 Pascal

mmHg = Torr (en honor a Torricelli)

Presión

Rangos

Vacío medio 0.1 a 10-3 Torr

Alto vacío 10-3 a 10-8 Torr

Ultra alto vacío 10-8 a 10-12 Torr

Bajo vacío (Rough vacuum) 1 atm a 0.1 Torr

Presión

Rangos

Propiedades de los gases (y vapores)

Densidades altas (presiones altas) fluído compresible

Se lo describe con las ecuaciones de Navier-Stokes.El flujo puede ser laminar o turbulento

Densidades bajas (presiones bajas) gas ideal

Se lo describe como una colección de partículasHay que usar métodos estadísticos

Simulador (modelo cinético de los gases)http://intro.chem.okstate.edu/1314F00/Laboratory/GLP.htm

Propiedades de los gases (y vapores)

Gas de Van der Waals

Valores numéricos para gas a baja presión

Número de partículas que golpean una superficie por unidad de tiempo

Distribución de Maxwell-Boltzmann

Valores numéricos para gas a baja presión

Camino libre medio

Aire a T ambiente

Valores numéricos para aire (N2 25oC)

Definiciones sobre flujos de gas

Vamos a hacer una descripción en términos de • flujos • diferencias de presión

Es análogo a la descripción de un circuito eléctricoen términos de

• corriente• diferencias de voltaje

P2 P1

Flujos

Velocidad de bombeo

Caudal

dVdV

dtdt

Si P es estacionaria

Como hacemos vacío?

Las dos bombas de vacío mas comunes son:

1)Bomba mecánica para bajar la presión hasta 10-2 Torr

2)Bomba difusora para bajar la presión hasta 10-8 Torr

Bomba de vacío mecánica

Patentada por Charles C. Barnes el 16 de junio de 1874

Bomba de vacío mecánica

Patentada por Charles C. Barnes el 16 de junio de 1874

Bomba de vacío mecánica

Bomba difusora

Introducida por Wolfgang Gaede en 1915

Bomba difusora

1 l/s = 3.6 m3/h

CámaraCámara

Sistema de bombeo

CámaraCámara

V1V1

V2V2

V3V3

V4V4

M1M1

M2M2

M3M3

Sistema de bombeo

Sistema de bombeo

CámaraCámara

V1V1

V2V2

V3V3

V4V4

M1M1

M2M2

M3M3

H2O

LN2LN2

Baffle Chevronrefrigerado por agua

Trampa de Nitrógeno líquido