Sorpční vývěvy
princip: vázání plynů a par na povrch a v materiálech k tomu zvláště připravených
koeficient ulpění blízký jedně, doba pobytu co největší
plyn zůštáva uvnitr vývevý(cerpaneho prostoru) ve vazanem štavu na
šorbujícím povrchu, nebo ve vrstvach pod povrchem
cerpací rychlost je umerní velikosti sorbujícího povrchu
F6450        1 / 30
Typy vývěv
• kryogenní
• zeolitove
• sublimační
• iontovíe
• vypařované getry
• nevypařovane getry (NEG)
F6450        2 / 30
Kryogěnní (kryosorpční) vývěvy
Princip: adsorbovaní a kondenzace plynu a par kryogenní víveva - teplota < 30 K kapalní dusík (77K) - vymrazovacka
Kryogenní vívevy se zpravidla používají na získaní ultravakua, uvídí se do cinnosti az po získaní nízkeho vakua jinym typem vývev(difůzní, turbomolekularní,...)
()
F6450        3 / 30
Tab, 4.9. Hodnoty trojného bodu
Plyn (pára)	Tía (K)	Pni (pa)		Ar (Pa)
He	2,2	3000	5,3	228000
H2	14,0	7 100	33,3	1 290000
o2	54,4	150	154,4	5 010000
N2	63,2	12 500	126,1	3 380000
Ne	24,5	44 500	34,5	2 610000
Ar	83,9	68 700	150,8	4 840000
vzduch			132,6	3 630 000
o
□      S1 -
F6450        5 / 30
Tab. 4.10. Body varu a tání některých plynů a par a kapalného vzduchu (při atmosférickém tlaku)
219
F6450
6/30
koef.ulpění pro dusík
o
F6450        9 / 30
11 / 30
F6450
F6450        12 / 30
□      s      - =
F6450
14 f S0
Moderní kryogenní vývěvy
• plynné He
• uzavřený okruh He
• nejnižší teploty 10 -20 K
• není potřeba LN2
• mezní tlak < 10-11 mbar
F6450 15 / 30
• kryokondenzace (většina plynů)
• kryošorpbce (Ne,H2,He)
• kryotrapping efekt (porézní vrštva kondenzovaneho plynů)
• můZe pracovat od atmošferickeho tlaků
• chlazení typicky He, H2
• získavaní vyšokeho a extremne vyšokeho vakůa
• velká Čerpací rychlost
• mezní tlak vávevy je dán tenzí par cerpaneho plynů pri teplote kondenzacní šteny
• po ůrcite dobe provozů nůtní regenerace
□    &> -
F6450
16 / 30
Fyzika nízkých teplot
• 1876 zkapalnění vzduchu
• 1908 zkapalnění Hě
Literatura:
• intěrnět
• J.Jělíněk, Z. Maiěk: Kryogěnní těchnika, SNTL, Praha, 1982
□    &> -
F6450
17 / 30
Tab. 4.3. Inverzní teploty 7J Jouleova-Thomsonova jevu pro kryogenní plyny
Plyn	o,	Ar	N2	Ne	D	H2	4He	3He
T, (K)	770	725	620	250	215	204	46	39
teplota, kdy se plyn chová jako ideální plyn
0
F6450        18 / 30
F6450        19 / 30
V b) c)
Obr. 15. Schémata tří systémů využívaných pro zkapalňováni He: a) Zkapalňovač s předchlazením He v lázni LN2 a LH2, b) zkapalňovač s předchlazením He lázni LN, a s jedním expandérem, c) zkapalňovač pracující bez předchlazeni - využívající dvou expandérů (K kompresor, V, až V5 protiproude tepelné výméníky, E expandéry, Zzasobmk LHe, J-T Jouleův-Thomsonův ventil)
20 / 30
F64S0
Měřeni nízkých teplot
Definice:
Pro každý system existuje jistá intenzivní stavová veliCina - teplota, mající stejnou hodnotu ve všech systemech, ktere jsou navzajem v rovnovaze
Mezinarodní prakticka teplotní stupnice ITS-90, www.ITS-90.com. 17 pevních teplotních bodu 3 - 1357.77 K
• plynove teplomery
• polovodicove teplomery
• odporove teplomery
21 / 30
F6450
ITS90
Number	Temperature		Substance a	State b
	T90 K	t90oC		
1	3 to 5	-270.15 to -268.15	He	V
2	13.8033	-259.3467	e-H2	T
3	17	-256.15	e-H2 (or He)	V
4	20.3	-252.85	e-H2 (or He)	V
5	24.5561	-248.5939	Ne	T
6	54.3584	-218.7916	O2	T
7	83.8058	-189.3442	Ar	T
8	234.3156	-38.8344	Hg	T
9	273.16	0.01	H20	T
10	302.9146	29.7646	Ga	M
11	429.7485	156.5985	In	F
12	505.078	231.928	Sn	F
3      -     *     5 ;oAo
F6450        22 / 30
Obr. 53. Realizace trojného bodu vody (273,16 K)
B - odplyněná, redestilovaná voda, F - voda a tající led, C - led, D -vodní para, po nekolika hodinach, v casti E teplota trojneho bodu 273.16 K ± 0.2 mK
() F6450        23 / 30
F6450     24 / S0
plyn He (idealní plyn) referencní tlak a teplota T0 , p0
T = To
Po
za predpokladů V2 = 0 rozšah mereních teplot 1-300 K
()
F6450        25 / 30
Těpělná izolačě
• Dewarovy nídoby
• super izolace
• penova izolace
()
F6450        27 / 30
□      s       -       =       -š -O^O
() F6450        29 I 30
Aplikačě
• vakuovaí technika
• veda a vyzkum - chlazení detektoru, zakladní vízkum,...
• medicínske aplikace - kryosauna (-160oC, 3 min.)
• transport zemního plynu (-162oC)
• raketova technika (V2 -LO2 4910 kg, vyrobeno asi 5200 kusu; Saturn V, Soyuz, ...)
• supravodice
• supravodive magnety (ITER - 5.3 T)
• Maglev ( 581 km/h)
• detektory magnetickeho pole SKVID
• prenos el.energie
• elektricke motory
30 / 30
F6450