KỸ THUẬT CHÂN KHÔNG VÀ ỨNG DỤNG

Please purchase a personal license. BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ MÔN HỌC BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ MÔN HỌC KỸ THUẬT CHÂN KHÔNG KỸ THUẬT CHÂN KHÔNG Mã số: 605066 Mã số: 605066 Tác giả: Tác giả: ThS. Hoàng Minh Nam ThS. Hoàng Minh Nam Khoa Kỹ thuật Hóa học Khoa Kỹ thuật Hóa học Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH GIÁO TRÌNH THÁNG 12/2006 2 M C L CU U         !"#$%&'(   )*%+,-,.)/01   1'2%3   4.2%3  1+%+'2%3 5 677,-%$2%3 5 677)-%+8$ 1 3 Taứi lieọu tham khaỷo 9 :; $1<)=>?@%A@%>B5CD E :F02%3%G.=>H*B*I>B5C;1 J :1<)K $@@<@=> $$ 4 CH NGƯƠ I: KHÁI NIỆM CƠ BẢN  1.1. Đònh nghóa chân không  1.2. Khái niệm về khí trong chân không  1.3. Đònh luật Avogadro  1.4. Chân không tuyệt đối  1.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ chân không tuyệt đối  1.6. Khí trong thể tích và trên bề mặt bình chứa 5 1.1. Đònh nghóa chân không  Chân không là trạng thái khí ở trong một thể tích nhất đònh có áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển.  Kỹ thuật chân không: là các kiến thức liên quan:  • Tạo chân không  • Ổn đònh chân không  • Sử dụng chân không trong kỹ thuật  • Đo và kiểm soát chân không Phạm vi ứng dụng chân không:  • Giảm nhiệt độ các quá trình công nghệ  • Tăng cường khả năng bay hơi  • Tạo các kết cấu ổn đònh và bền vững 6 1.2. Khái niệm về khí trong chân không  Khí là tập hợp các phần tử trong nguyên tử  • Có dạng hình cầu (d 0 ,m 0 )  • Chuyển động tự do theo quỹ đạo thẳng trong không gian  • Không tác động lẫn nhau khi ở trạng thái tónh  • Va đập vào nhau khi chuyển động  Hơi quá nhiệt có thể coi là khí  Khí ở trạng thái bảo hòa sẽ không có tính chất của khí lý tưởng  Khí có thể là khí:  1 nguyên tử (Ar, Ne, He)  2 nguyên tử (H 2 , O 2 , N 2 …)  3 nguyên tử hoặc lớn hơn (CO 2 , SO 2 ,SO 3 ,CH 4 ) 7 1.3. Đònh luật Avogadro  Những thể tích khí giống nhau ở cùng một điều kiện thì có số lượng phân tử khí giống nhau  Hệ quả: 1 mol khí bất kỳ ở cùng điều kiện (t 0 , p) thì có cùng một thể tích  Ở t 0 = 0 0 C (273 0 K), p = 1 atm (760 Tor) (Điều kiện tiêu chuẩn) Vm = V1mol = 22,4 lít  Thể tích mol: 22,4 lít/mol  Số Avogadro: Số phân tử trong 1 gram phân tử hay số nguyên tử trong 1 gram nguyên tử.NA = 6,023.1023 8 1.4. Chân không tuyệt đối  PCK = Pa - PTĐ  Chân không tuyệt đối khi:  PTĐ = 0  Không có bất kỳ phân tử (nguyên tử) khí (hơi) trong thể tích hay bình chứa. Pa p suất chân không p suất tuyệt đối P P O 9 1.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ chân không tuyệt đối  Khi t0 = 0 0 K:  • Không có dao động nguyên tử  • Khí đứng yên không chuyển động  • Khi do P TĐ = 0,nhưng độ chân không ≠ 0  Khi t0 ≠ 0 0 K: khí sẽ chuyển động nên PTĐ ≠ 0 10 1.6. Khí trong thể tích và trên bề mặt bình chứa  Khí tự do: khí trong thể tích bình chứa (sẽ va đập khi chuyển động)  Khí liên kết: khí nằm trên bề mặt bình chứa hay trong bề dày bình chứa (Hấp phụ). Khí này nằm yên không va đập.  Khí tự do sẽ quyết đònh áp suất trong bình chứa: Nồng độ khí tự do - số lượng phân tử trong một đơn vò thể tích:n= N/V(1/cm 3 hay 1/m 3 )  Khối lượng riêng của khí tự do: ρk=m/v (g/cm 3 hay kg/m 3 )  Nồng độ bề mặt:N1=N/A (1/cm 2 , 1/m 2 ) [...]... khí  Đơn vò đo áp suất (sử dụng trong chân không)     1 Bar = 105 N/m2 1 mBar = 10-3 Bar 1 Tor = 133,3 N/m2 = 1/760at= 1 mmHg Phân loại chân không       760 Tor - p suất thường 10 - 100Tor - p suất thấp 1 - 10-3 Tor - Chân không 10-4 - 10-7 Tor - Chân không thấp 10-8 - 10-11 Tor - Chân không rất thấp 10-12 - 10-15 Tor - Siêu chân không 16 2.3 Quan hệ giữa nồng độ và áp suất khí  P = n.k.T... trong ống dẫn: 25 4.1 Các khái niệm cơ bản:  Lưu lượng dòng chảy Q - lượng khí di chuyển qua một đơn vò diện tích trong 1 giây dq  dV  Q= = P  dτ  dτ   Tốc độ hút khí của bơm chân không - S (tại miệng vào của bơm chân không) Q S= P  Tor.cm 3 Tor.lít Pa.m 3 Tor.l ; ; ; 1 = 0,133 w s s s s hay (tại ống dẫn với áp suất P0) Độ dẫn khí của ống dẫn - L Q L= ( m 3 / s) P1 − P2  Q S0 = P0 P1, P2 - p... k −1 k r   2 k RT  m 3  k L = F 1 − r    1−r  k−1 M  s  1 P2 D 29 4.3 Xác đònh độ dẫn khí trong ống dẫn (chế độ chảy nhớt)    Nếu P2 . một điều ki n thì có số lượng phân tử khí giống nhau  Hệ quả: 1 mol khí bất kỳ ở cùng điều ki n (t 0 , p) thì có cùng một thể tích  Ở t 0 = 0 0 C (273 0 K), p = 1 atm (760 Tor) (Điều ki n tiêu. khí quyển.  Kỹ thuật chân không: là các ki n thức liên quan:  • Tạo chân không  • Ổn đònh chân không  • Sử dụng chân không trong kỹ thuật  • Đo và ki m soát chân không Phạm vi ứng dụng chân