Opheffen vacuum

Moderator: physicalattraction

Reageer
Berichten: 5

Opheffen vacuum

Ik ben opzoek naar de manier / formule waarmee kan worden berekend binnen welke tijd een vacuum in een vat terug is op atmosferische druk.

Stel:

Ik heb vat waarin een vacuum heerst van 200Pa. Buiten het vat heerst de atmosferische druk. Ik maak een ronde opening (bv ventiel) in het vat van 10cm. Hoe kan ik berekenen hoelang het duurt voordat de druk buiten het vat en in het vat gelijk zijn?

Opm. de druk in het vat neemt exponentieel toe lijkt me.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.132

Re: Opheffen vacuum

De grootte en de vorm van het vat spelen uiteraard ook een rol. Ik vermoed dat je drukgolven krijgt waarvan de snelheid gerelateerd is aan de snelheid van het geluid. Ik denk niet dat een handmatige berekening mogelijk is. Je zal een CFD pakket nodig hebben om dit te simuleren.

Berichten: 5

Re: Opheffen vacuum

De inhoud van het vat is 5m3, het is een rechthoekige ruimte 2,5x2x1m.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.126

Re: Opheffen vacuum

Wat is de achtergrond van de vraag? Wat is het doel van die grote vacuumkamer, waarom moet hij plotseling vol met lucht, en waarom zou je de vultijd heel precies willen weten, terwijl het vermoedelijk minder is dan de tijd om de klep te openen?

Gebruikersavatar
Berichten: 3.900

Re: Opheffen vacuum


Berichten: 5

Re: Opheffen vacuum

@jkien Dit wil ik graag weten voor een toepassing waarbij er in een kamer zo snel mogelijk gewisseld moet worden tussen atmosferische druk en een vacuüm. Om te berekenen hoe vaak dit in bijv. een uur kan heb ik de o.a. tijd nodig waarin het vacuüm kan worden veranderd in een ruimte op atmosferische druk.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 7.793

Re: Opheffen vacuum

Een heel grove berekening:

De opening is een rond gat met een diameter van 10 cm. De oppervlakte is dan ongeveer 7,8E-3 m3.
De gemiddelde snelheid van luchtmoleculen bij kamertemperatuur ligt in de buurt van 500 m/s. De dichtheid van lucht stel ik op 1,3 kg/m3.
Als de ruimte nog luchtledig is stroomt er een debiet van ca 5 kg/s naar binnen.

Bij een volume van 5 m3 moet er 6,5 kg naar binnen stromen.
Uiteraard neemt de stroomsnelheid af naarmate de druk in de kamer hoger wordt maar binnen een paar seconde is de druk binnen even groot als erbuiten.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.126

Re: Opheffen vacuum

Dirk23 schreef: wo 25 mei 2022, 14:41 Dit wil ik graag weten voor een toepassing waarbij er in een kamer zo snel mogelijk gewisseld moet worden tussen atmosferische druk en een vacuüm. Om te berekenen hoe vaak dit in bijv. een uur kan heb ik de o.a. tijd nodig waarin het vacuüm kan worden veranderd in een ruimte op atmosferische druk.
Ik zou verwachten dat het vacuum zuigen veel langer duurt dan het weer laten volstromen, maar misschien heb je een superpomp!

Gebruikersavatar
Berichten: 1.450

Re: Opheffen vacuum

Vaak worden vacuümkamers belucht met pure stikstof N2. Dit beluchten met stikstof gebeurt bij hoog vacuüm technieken (voor elektronica/optiek etc.) vaak in twee stappen: eerst een kleine flow N2 hierna bij een bepaalde druk met een hogere flow. Dit faseren om turbulentie in de kamer te voorkomen door rond dwarrelende deeltjes. Deze deeltjes kunnen invloed hebben op de proces/product kwaliteit.

Door te beluchten met gewone lucht N2/O2 komt er een flinke portie water en andere verontreinigingen mee wat zich afzet in de proces kamer. Dit heeft mogelijk invloed op de productie/proces kwaliteit. Het afpompen en kwijt raken van water is moeilijk, vacuüm technisch gezien.

Het snel beluchten lijkt mij ook niet goed voor O-ringen (rubbers aan de deuren etc.). Voor een gevoel te krijgen op 1 m² oppervlakte oefent een kracht van 10.000 kg. Dus er zullen ook elastische vervormingen zijn die snel veranderen bij zeer snel beluchten.

En zoals aangegeven de afpomp tijd een ook een belangrijke factor. Afhankelijk van de einddruk.

De volgende vragen zijn denk ik belangrijk:
- Om welk proces gaat het?
- Wat zijn de eindrukken wat men dient te behalen 10E-2 of 10E-7 mBar?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.366

Re: Opheffen vacuum

OOOVincentOOO schreef: wo 25 mei 2022, 18:45 - Wat zijn de eindrukken wat men dient te behalen 10E-2 of 10E-7 mBar?
De topicstarter schrijft in het openingsbericht dat de druk 200 Pa is.
Cetero censeo Senseo non esse bibendum

Berichten: 5

Re: Opheffen vacuum

Bedankt voor de reacties, ik kan hier eerst mee verder.

Reageer