Дифузійні насоси є важливим компонентом у багатьох промислових процесах, особливо тих, що потребують високого рівня вакууму. Ці насоси неодноразово доводили свою ефективність та надійність. Сьогодні ми детально розглянемо внутрішню роботу дифузійного насоса та дослідимо, як він працює для створення ідеального вакууму.
Дифузійні насоси відомі своєю здатністю швидко досягати та підтримувати високий рівень вакууму. Вони зазвичай використовуються в таких сферах, як виробництво напівпровідників, вакуумне покриття та камери для моделювання космосу. Але як вони працюють?
Принцип роботи дифузійного насоса полягає в процесі молекулярної дифузії. Простіше кажучи, дифузія передбачає переміщення молекул з області високої концентрації в область низької концентрації. Для дифузійних насосів процес відбувається поетапно.
1. Випаровування: Дифузійний насос заповнюється відповідною рідиною, що перекачується, зазвичай маслом з низьким тиском пари, таким як силікон або поліфеніленовий ефір. Для нагрівання рідини використовуються електричні котушки або зовнішні нагрівачі, що призводить до її випаровування та утворення пари високого тиску.
2. Форсунка: У верхній частині дифузійного насоса розташована форсунка або розпилювальний вузол. Ця форсунка призначена для створення надзвукового струменя пари, що є важливим для роботи насоса.
3. Зіткнення струменя: Надзвуковий струмінь пари спускається до нижньої частини насоса. Коли він стикається з молекулами холоднішого газу в насосі, вони розштовхуються, створюючи область локалізованого високого вакууму.
4. Зона захоплення: Молекули пари продовжують стикатися з молекулами газу, викликаючи ланцюгову реакцію по всьому насосу. Цей процес створює зону захоплення, де молекули газу постійно проштовхуються та затримуються, що призводить до створення середовища високого вакууму.
5. Перегородки: Щоб запобігти дифузії молекул газу назад у вакуумну камеру, дифузійний насос оснащений низкою перегородок або пасток. Ці перегородки діють як бар'єр, ефективно запобігаючи зворотному потоку газу, що перекачується.
Варто зазначити, що ефективність дифузійного насоса залежить від кількох факторів, таких як вибір рідини, що перекачується, конструкція сопла та робоча температура. Кожен параметр необхідно ретельно відкалібрувати для оптимальної продуктивності.
В останніх новинах, досягнення в технології дифузійних насосів зосереджені на підвищенні ефективності та зменшенні впливу на навколишнє середовище. Дослідники досліджують альтернативні рідини для насосів, які мають найменший потенціал глобального потепління та є менш токсичними. Ці досягнення покликані зменшити негативний вплив на навколишнє середовище, пов'язаний з традиційними оливами для дифузійних насосів.
Загалом, дифузійні насоси відіграють життєво важливу роль у створенні та підтримці високого рівня вакууму в різних промислових процесах. Розуміння того, як працюють ці насоси, дозволяє нам зрозуміти складні механізми, що беруть участь у досягненні ідеального вакууму. З розвитком технології ми можемо очікувати подальшого покращення ефективності дифузійних насосів та екологічної стійкості.
Час публікації: 05 серпня 2023 р.