מהו וואקום?

מאמר זה פורסם ע"י jimitmos, בקטגוריה מוצרים, בתאריך .

מאמר זה מדורג 5 כוכבים

שתף בפייסבוק שתף בטוויטר שתף בגול +

בפיזיקה וואקום נקרא ריק, כלומר חוסר בחומר נפחי בחלל. ריק מבוטא על ידי יחידות לחץ, כלומר, פסקל (PA) או TORR, אם מדובר בלחץ ברומטרי באטמוספירה. המדדים הם להלן: לחץ אטמוספרי הוא 100 קילופסקל; שואב אבק למשל, עושה שימוש ב-40. משאבת ריק מכאנית (מיד נסביר מהי) עובדת על 1.3 פסקל; הלחץ הקרוב לכדור הארץ הוא 130 מיקרופסקל, על הירח, 1.3 מיקרופסקל. יצירת ריק חלקי הופכת את החומר שבנפח לריק - והלחצים בו משתנים. משאבת ריק עושה זאת בצורה מלאכותית, מיד נסביר איזה משאבות קיימות, והן משנות ומפנות את החומר כך שהמולקולות שלו מתנגשות ודוחפות אחת את השנייה.

פעולה זו נקראת זרימה ויסקוזית. המרחק בין המולקולות גדל, הן מתנגשות בדופן הכלי, בדרך כלל מיכל שמחובר למשאבה, והשאיבה מפסיקה להתרחש כי פשוט אין יותר ממה לשאוב. נוצר ריק, וואקום. המערכת נכנסת כעת לשלב שנקרא זרימה מולקולארית, כל מולקולה זזה במהירות שונה מזו שלידה, מה שנקרא מהירות אקראית. אפשר להוציא את החומר שנשאר, אם ישנו כזה, באמצעות טכניקות רבות כמו הקפאה, שאיבה קריוגנית או חיבור חשמלי ושאיבה יונית של המולקולות. אם מדובר בלחץ נמוך, הריק לא נשאר לזמן רב ויש לעשותו שוב ושוב מדי כמה זמן. גם אם מדובר במיכל אטום לחלוטין, יש צורך במשאבות ממש טובות ומקצועיות שיכולות לתחזק את הריק בעצמן. איך עושים זאת? להלן סוגי המשאבות הקיימות.


מהי משאבת וואקום?


משאבת וואקום היא מכונה שמייצרת רִיק בחלל מסוים. משאבות אלו נמצאות בשימוש בתעשיות רבות, במיוחד בתחומי המדע, הטכנולוגיה וההנדסה לסוגיה. היא כלי אפקטיבי מאד, למשל, בעבור תעשיית הטייס והחלל, שכן היא מדמה היטב את התנאים של כלי הטיס שאמורים לטוס לחלל. היא כלי אפקטיבי בעוד תחומים, למשל: הורדת נקודת רתיחה של נוזלים (כדי שלא יתקלקלו); אחסון יותר חומר בפחות נפח; ניסויי לחץ במצבי צבירה; ייצור מוצרים שצריכים וואקום - כמו שפורפרת וואקום, מוצרי אלקטרוניקה או נורות חשמל. בנוסף, משאבות וואקום מסייעות בייצור פצצות גרעיניות ובמיוחד בהליך העשרת האורניום.


סוגי משאבות וואקום - שני סוגים עקריים ועוד אחד נפוץ פחות


בעיקרון ישנם שני סוגים של משאבות וואקום: האחד, משאבה מכנית שמופעלת ידי מנוע והשני משאבה המופעלת ידי מים. משאבות המנוע, PISTONS, עובדת כך: גז נשאב מהחלל, בדרך כלל האוויר רווי בחומרים שאותם רוצים לשאוב, דרך שסתום - ואז החומר מרוכז במיכל. אפשר לפלוט למשל את החומרים האלו במציאות, לאטמוספירה. בדרך כלל זה לא קורה, כי מדובר בתנאי דמה. במכונה מכנית יש בוכנות שזזות הלוך ושוב בתוך רוטור. במשאבות מים התנועה מתרחשת בעקבות טבעת מים דינמית.

היתרון של משאבה זו היא שאין מגע של חלקי מתכת ולכן היא עוברת בלאי הרבה יותר עדין, כלומר מחזיקה מעמד ללא תחזוקה הרבה יותר זמן. החסרון המשמעותי שלה היא שהיא לא טובה בעבור הורדת נקודות רתיחה של מים, בגלל שהיא כבר עובדת על שימוש במים. ישנו סוג שלישי, שהוא מקובל פחות במדע ויותר בתעשייה - שנקרא משאבות וואקום סילוניות והוא עובד על עיקרון צינור ברנולי. שמו הלועזי הוא
אג’קטור.

המשאבות הללו מתאימות יותר לנוזל, גז או אדים ועובדת על יחס הפוך, כלומר, הגברת לחץ מורידה את המהירות שלו וההפך. משאבה זו יכולה להכיל שני סוגי נוזלים - פלואיד מניע ופלואיד נינק. בעיקרון, הפעולה המכנית של המשאבה דומה מאד למנוע קיטור. שני הזרמים, הנניק והפלואידי מתערבבים - וכך מגדילים את שטח החתך שלהם ואת המהירות שלהם.