Знаете ли вы, что вакуум бывает разный? Задумывались, какого максимального вакуума можно достичь? А какое применение он находит в промышленности? Мы ответим на эти и многие другие вопросы.
Вакуум – это среда с давлением значительно ниже атмосферного. Чтобы получить давление ниже атмосферного необходимо из сосуда или другого замкнутого объема откачать весь или часть воздуха при помощи вакуумного насоса. Глубина вакуума - это основная техническая характеристика всех вакуумных насосов.
Глубина вакуума измеряется давлением на стенки сосуда. А точнее, отношением длины свободного пробега частицы к линейным размерам емкости, в которой он создан. С увеличением степени разрежения уменьшается число столкновений молекул в пространстве. Длина свободного пробега частиц увеличивается и зависит только от размеров сосуда, со стенками которого они сталкиваются. Чем реже/слабее молекулы сталкиваются друг с другом, тем глубже вакуум.
А когда молекулы воздуха сталкиваются реже со стенками сосуда? Все просто. Когда их становится меньше. Допустим, изначально в неком сосуде было 10 000 молекул воздуха. Включаем вакуумный насос. В воздухе осталось, например, 100 молекул. Они будут реже сталкиваться со стенками сосуда и уменьшать давление в нем. Такое разреженное состояние и будет вакуумом.
Абсолютного вакуума достичь невозможно – даже при глубоком вакууме в емкости, из которой выкачивался воздух, останутся атомы. Их будет немного, но избавиться от них не получится. Более того, при достаточной глубине вакуума начинают играть заметную роль пары «виртуальных частиц», которые просто рождаются в пространстве «из ниоткуда» и тоже создают хотя и слабое, но — давление.
Применение вакуума в промышленности бывает самым разнообразным. К примеру, низкая степень разрежения может пригодиться при вакуумной сушке, удержании и поднятии грузов, дегазации, промышленной очистке деталей и многом другом. Низкого вакуума легко достичь и он чаще остальных используется в производстве.
Форвакуум создается в вакуумной системе перед включением высоковакуумных насосов. Форвакуумные насосы откачивают воздух и создают предварительное разрежение – такие функции недоступны насосам глубокого вакуума, поэтому они работают в тандеме. Такой принцип действия отлично действует в лабораторных вакуумных конструкциях, аналитическом оборудовании (масс-спектрометры, интерферометры и т.д.).
Средний вакуум используют при изготовлении электронных и катодно-лучевых трубок, фотоэлементов, а также в масс-спектрометрах.
И наконец, высокий вакуум используется для нанесения тонкопленочных покрытий, в термообработке, космической промышленности.
Ниже перечислены типы насосов, при помощи которых можно достичь той или иной степени разрежения: