Vakuumo gavimas: iššūkiai ir tendencijos (2)
Skaitytojas tikriausiai jau pavargo nuo gausaus įvairiais fizikiniais principais pagrįstų vakuuminių siurblių asortimento, paminėto pirmojoje straipsnio dalyje. Nepiktnaudžiausiu jo dėmesiu ir čia neminėsiu rečiau naudojamų konstrukcijų.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Priminsiu, jog pirmoji straipsnio dalis jau publikuota šiame tinklaraštyje.
Matome, kad jeigu pradedame siurbti nuo atmosferinio slėgio, tai mažą ar vidutinį vakuumą gauti dažniausiai pakanka vieno siurblio, dideliam vakuumui pasiekti tenka naudoti siurblių sistemą iš dviejų ar trijų siurblių. Norintiesiems realizuoti superdidelį vakuumą dažnai nepakanka ir trijų siurblių sistemos, o proceso realizavimo trukmė gali viršyti parą... Tos siurblių sistemos turi būti konstruojamos taip, kad keičiantis slėgiui būtų galima keisti ir jų sujungimo schemą. Siekiant labai mažų slėgių labai svarbu technologinė kultūra ir švara: paliktas vakuuminiame inde piršto antspaudas lėtai garuoja ir gali ženkliai pailginti vakuumavimo trukmę.
Jeigu jums užteko kantrybės perskaityti iki šios vietos, jūs, be abejo, supratote, kad gauti labai išretintų dujų būvį – techniškai sudėtingas ir reikalaujantis profesionalumo uždavinys. Jį realizuojantys įrenginiai yra brangūs, reikalaujantys aukštos aptarnavimo kultūros.
Tačiau jie yra gaminami ir naudojami, nes vakuume galima atlikti technologinius procesus pradedant vakuuminiu maisto produktų pakavimu ir baigiant unikalių fizikinių savybių medžiagų kūrimu ar medžiagos savybių analize, atliekama vieno atomų sluoksnio kietajame kūne tikslumu. Bendras vienos iš superdideliam vakuumui gauti skirtos sistemos vaizdas pateiktas 4 paveikslėlyje. Atskiro pasakojimo tema būtų didžiųjų subatominių dalelių greitintuvų vakuuminės sistemos, susidedančios iš daugybės kompiuterizuotai valdomų siurblių.
Aptariant mažų slėgių gavimą reikia nepamiršti, kad šiuos mažus slėgius reikia mokėti išmatuoti. Kol slėgis didesnis už 10 Pa, jo matavimui galima naudoti deformacinį slėgmatį, kuriame rodmenį formuoja slėgio jėgos sukurta deformacija. Mažesni slėgiai (tačiau virš 10-3 Pa) dažnai matuojami netiesioginio veikimo slėgmačiais, kuriuose panaudojama dujų šiluminio laidumo, klampos jėgų dujose priklausomybė nuo temperatūros. Kai slėgis mažesnis už 10-3 Pa, vyrauja matavimo metodai, naudojantys dujų jonizaciją ir jonų srovės matavimą esant nekintančiam jonizuojančiam poveikiui. Tiesa, ir matuojant šiuo metodu – kuo mažesnis slėgis, tuo daugiau problemų, tačiau tokių matuoklių kūrėjai teigia išmatuojantys 10-13 Pa slėgį.
Skaitant naujausius darbus vakuuminės technikos srityje pastebimos pastangos sukurti automatizuotą save valdančią vakuuminių siurblių sistemą, kuri, operatoriui pateikus reikiamą gauti slėgį ir kitus technologinius parametrus, pati parinktų optimalias energijos ir laiko taupymo požiūriu siurblių komutavimo schemas.
Šiuose trumpuose straipsneliuose negalėjau papasakoti visų vakuuminės technikos problemų ir aptarti net pagrindinių vakuume realizuojamų gamybinių ar mokslinio tyrimo technologijų. Jeigu šio rašinio skaitytojai pageidaus, tai bus kitų rašinių tema.
KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (buvusio Fundamentaliųjų mokslų fakulteto)
Fizikos katedros
Docentas dr. Sigitas Joneliūnas