Vývevy s transportem molekul z čerpaného prostoru Paroproudové vývevy Molekuly plynu získávají dodatečnou rychlost ve směru čerpání prostřednictvím proudu pracovní látky(voda, pára, plyn). Většinou je nutné tyto vývěvy předčerpávat. Vodni vývěva Rychlost proudící kapaliny je dána Bernoulliovou rovnicí: 1 2 . -Qv +hgg+p = konst 1 2 , / 1 2 , / -qvx +Vi = i2QV2+V2 p'2 závisí na rozdílu rychlostí a může být menší než atmosférický tlak. Proudící látka nasává okolní prostředí. □ B> 2/31 o) b) čerpaný plyn \odtok vody a plynu čerpaný I plyn odtok vody a plynu Obr. 4.35. Vodní vývěva: a) s vnitřním proudem, b) s vnějším proudem □ ► 4 S Vodni vývěva • pracuje od atmosférického tlaku • mezní tlak ~ 103 Pa • velká spotřeba vody • může čerpat vodní páru • malá čerpací rychlost □ B> 4/31 Vodokružní vývěva □ s 5/31 □ S1 - F4160 6/31 Vodokružní vývěva • pracuje od atmosférického tlaku • mezní tlak ~ 102 Pa • velká spotřeba vody, zpravidla uzavřený okruh • může čerpat vodní páru • velká čerpací rychlost • využití zejména v průmyslu • chemicky odolná, nevadí ji drobné částice - metalurgie • vícestupňové provedení Ejektorové vývěva Jako pracovní tekutinu používají páru (H2O, Hg, olej). Pára se přivádí do speciální trysky (Lavalova tryska) , kde získává nadzvukovou rychlost. Při mezním tlaku roste zpětný proud páry. Několika stupňové provedení, při 4-6 stupních muže pracovat proti atmosférickému tlaku. F4160 8/31 □ S1 9/31 prívod páry E stupen vstup ptynu výstup t plynu Q pory 3 -č~) (\Qi- vstup □ fij - = s -00,0 Ejektorová vývěva • potřebuje předčerpat • mezní tlak ~ 10~2 Pa • nadzvuková rychlost proudu páry • velká hustota proudu páry • parametry závisí na použité pracovní kapalině F4160 12 / 31 Difúzni vývěva para o plyn Obr. 4.47. Difúzni vývevy: a) Gaedeho, b) Langmuirova 4160 13 / 31 v í J ľ A J /\ ^AWM^ □ S1 F4160 14 / 31 vstup fO'3Pb tryska I nr 15 / 31 Mezní tlak je dán Pq = Po + Pp, závisí na rychlosti proudu páry, ale Pp je funkcí teploty. Pro tlak p » po lze čerpací rychlost vyjádřit jako: s = a ' 1 + _G_ J_, 1 1 i c„„, n i SoVp G SoVp čerpací rychlost nemůže být větší než vodivost vstupní části vývěvy. Pokud za vodivost dosadíme vodivost otvoru pak G = -vaS0 => S = -vaS0- Avp při Vp ~> va by byla čerpací rychlost rovna vodivosti G, ale víme, že Vp ~ Va => S < G. F4160 16 / 31 Pracovni kapaliny difúzních vývěv v minulosti Hg, parafín,.. dnes se používají oleje, požadujeme nízkou tenzi par, stálost při provozu (odolnost vůči štěpení), odolnost proti oxidaci • minerální oleje • směs uhlovodíků • dochází k částečnému rozkladu v důsledku vysoké teploty • zlepšení mezního tlaku použitím trakčních difúzních vývěv • silikonové oleje • olejové sloučeniny křemíku, polysiloxanové řetězce • tenze par ~ fu~8Pa • chemické odolnost a stálost, dlouhá životnost F4160 17 / 31 Frakčni difúzni vývěvy ßhlodici voda □ s1 - 18 / 31 Difúzni vývěva potřebuje předčerpat nejčastěji rotační vývevou • mezní tlak ~ 10~7 Pa • pracovní kapalina Hg, parafín, nejčastěji olej • požadavky na pracovní kapalinu • nízká tenze par • stálost při provozu - odolnost proti štěpení • odolnost proti oxidaci • jednoduchá konstrukce; jedno, nebo vícestupňové provedení F4160 19 / 31 ysřup ^m F4160 20 / 31 s U/s] 70v 102- 10' - 10 I I I i i i i i y^ DV ^ /EV ii . i i i i i w 1Ó2 10' 10~* w* p Ĺrrm Hg] □ s M160 21 / 31 Zamezení vniku olejových par do čerpaného prostoru Mechanizmus vniku par: • přímé vstřikování páry • difúze páry K zamezení vniku olejových par do čerpaného prostoru se používají: • srážeče par • lapače par - zpravidla chlazené Použití těchto zařízení snižuje čerpací rychlost vývěvy. V současné době je trend nahradit rotační olejové vývěvy suchými vývevami (membránové, scroll,... ), které nepoužívají při čerpání olej, nebo jiné kapaliny a nahradit difúzni vývěvy turbomolekulárními vývevami. F4160 22 / 31 Srážeče par • zamezují přímému vniku par • umisťují se blízko vývěvy, aby zkondenzované páry odtékaly do vývěvy • většinou chlazené vodou • snížení čerpací rychlosti o 40-60% F4160 23 / 31 / I □ s i I 31 Lapače par Zamezují vstupu difundujících molekul páry do čerpaného prostoru, umístění blízko čerpaného prostoru. Princip činnosti: • povrch na nízké teplotě - vymrazovačky, nejčastější chlazení pomocí tekutého dusíku ~ 77K • nastává čerpání vlivem nízké teploty • hladina chladící kapaliny nesmí kolísat • molekuly zůstávají na povrchu - difúze po povrchu • povrch pokrytý absorpční látkou • měděná folie • molekulová síta - zeolity, obsahují dutina a kanálky o velikosti ~ ínm, lg této látky má povrch až 1000m2 F4160 25 / 31 a) b) / \ ■3 - / 2 7 2 □ g - = s -00.0 F4160 26 / 31 > < □ s F4160 27 / 31 Vývevy s transportem molekul z čerpaného prostom Vývevy založené na tepelné rychlosti molekul, nebo ionizaci plynu Vývevy založené na tepelné rychlosti molekul Plochy s nízkou teplotou Ti a vysokou teplotou T2 = 600°C, vyhřívané plochy směrem k výstupu, chlazené plochy směrem ke vstupu. Nemá pohyblivé části, nemá pracovní kapalinu. □ s F4160 28 / 31 vo 1 ' ' I l_l w* n t PV ■v □ ÉP F4160 29 / 31 Vývevy založené na ionizaci molekul plynu ionizace a urychlení elektrickým polem, neutralizace iontu blízko katod V0 S P Obr. 6 r^^i lr>