Obr.: a) Multiclona se sedmi otvory o průměru 0,45 mm určená pro studium závislosti polohy přechodové oblasti na vzájemné vzdálenosti otvorů. b) Změřená závislost vodivosti clony na tlaku.
Vedoucí: Mgr. Martin Jeřáb
Stav práce: volná
Anotace:
Ideálním, avšak fyzicky nerealizovatelným prvkem, kterým lze vytvořit vakuovou vodivost (odpor proudění) je otvor v nekonečně tenké stěně. Jeho chování se velmi dobře blíží tzv. sférický kanál (dnes často nazývaný NPL clona), pro jehož vodivost v molekulárním režimu proudění také existuje analytický vzorec. Výpočet je do té míry přesný (odpovídá skutečnosti), že se NPL clona široce používá v metrologii při měření proudů, ovšem jen v režimu molekulárního proudění. Pro výpočet v režimu přechodového a viskózního proudění nelze zjistit nutné parametry (viskozita, teplota) s dostatečnou přesností. Hranice mezi molekulární a přechodovou oblastí je dána poměrem střední volné dráhy částic plynu a průměru clony, se zmenšujícím se průměrem se posouvá k vyšším tlakům. Z hlediska technické aplikace v generátoru tlaků pro UHV etalon, který je v současné době realizován na KFPP ve spolupráci s Metrologickým institutem v Brně, je zajímavým vakuovým prvkem clona konstruovaná jako paralelní spřažení mnoha malých otvorů, každým ve tvaru NPL clony. Výhodou ve srovnání s jedinou větší clonou stejné vodivosti je posun hranice přechodového proudění k vyšším tlakům (tedy že paralelní spojení malých clon splňuje podmínky molekulárního proudění pro mnohem větší tlaky a tím i jejich celková vodivost je přesně určena pro velký rozsah tlaků). Teoreticky ani experimentálně nebyl doposud řešen vliv vzdálenosti otvorů na hranici, kde se mění charakter proudění. Při dostatečném „rozestupu“ se zřejmě chovají jako jednotlivé clonky , při těsném uspořádání se mohou ovlivňovat, tzn. chovat jako jediná clona většího průměru.
Cílem práce je experimentálně změřit posun hranice přechodové oblasti proudění na modelových víceotvorových clonách s proměnnou vzdáleností jednotlivých otvorů.
Zásady pro vypracování:
1) Studium literatury týkající se proudění plynu ve vakuu.
2) Změření závislostí vodivosti modelových clonek na tlaku.
3) Interpretace změřených výsledků.
Literatura:
[1] J. M. Lafferty: Foundations of Vacuum Science and Technology, J. Wiley & Sons, New York, 1998, ISBN 0-471-17593-5.
[2] J. F. O’Hanlon: A User’s Guide to Vacuum Technology, J. Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2003, ISBN 0-471-27052-0.
[3] H. W. Liepmann: Gaskinetics and gasdynamics of orifice flow, J. Fluid Mech., 1961, 10:65-79.
[4] Další literatura po dohodě s vedoucím práce.