Hoe zit dit precies?

[Michel Uphoff]

@OOOvincentOOO: >> perspex: "sterke ontgassing/grote hoeveelheden water afgifte <<

Ok, dat lijkt dan toch een goede kandidaat voor een flink deel van de verklaring te worden. Maar uiteindelijk zal dat water er dan toch een keer uitgepompt zijn, lijkt mij. Dan dus maar eens een week achtereen elke dag een paar keer tot 1 mbar leegpompen en zien of dat dan een wat betere einddruk oplevert.

Heb ik weer met mijn mooie vacuümvat (de grote is natuurlijk ook van PMMA)

[HansH]

Algemene beschrijven kunststoffen citaat boek, perspex: "sterke ontgassing/grote hoeveelheden water afgifte... voor grof vacuum toepassingen".

ik zat ook te denken aan water in het plastic wat dan vrij komt na vacuum zuigen. Daarom zal het wel een beetje afkoelen en daardoor na enkele keren een lagere temperatuur hebben dus een lagere druk.

[Gast]

Wie kan hier wat zinnigs over melden?

Ik hoop dat je hier nog wat aan hebt/mee kunt..

Waarom blijft dat gas maar komen en komen?

Zie:

https://www.lesker.com/newweb/technical ... asload.cfm

Maar is best complex. (Staat trouwens vanalles op die site en kun je eventueel ook contact mee opnemen.)

Hoeveel gas kan er eigenlijk geabsorbeerd worden door dit oppervlak perspex?

Adsorptie vindt plaats via twee hoofdprocessen, fysisorptie en chemisorptie, en kan worden beschreven met behulp van vijf (of zes) classificerende isothermen. Ontgassing is het resultaat van desorptie van eerder geadsorbeerde moleculen, oppervlaktediffusie, permeatie en verdamping. Kijkend naar de desorptiesnelheid, pompsnelheid en "readsorption" op oppervlakken, kan de netto ontgassing van het systeem worden berekend.

Oftewel dit is niet zo eenvoudig (en heeft dus ook met druk en temperatuur te maken), zie eventueel link/artikel.

Waarom duurt dat ontgassen zo lang?
Waarom stabiliseert de druk rond pakweg 4,5 mbar?
Of is mijn perspex onder de 4,5 mbar gewoon te 'lek' (diffunderen van het gas)?

Zie reactie en vooral links/artikel. (Enkel diffunderen van het gas is het niet, als mijn vermoeden juist is iig.)

Ik durf wel bijna met zekerheid te zeggen dat het een gevolg is van "outgassing rates". En dan idd meer van/door het materiaal dan van het vat. (Wat automatisch inhoud dat het ook een vorm van lekkage betreft, lees verder, maar om daarvoor een "Residual Gas Analyser" voor te kopen is nogal duur en totaal zinloos.)

Dit is iig in principe wat je meet, wat je ziet in de grafieken (vermoed ik dus .. sterk), wat twee dingen in kan houden of waarschijnlijker een combinatie (wat het meestal, zo niet altijd, is zo heb ik begrepen):

- Een meting van de ontgassingssnelheid van de wanden (en eventuele armaturen).
- Het meten van de ontgassingssnelheid van een specifiek materiaal.

Alleen om dit 100% zeker te weten dmv metingen wordt moeilijk, want de microscopische reinheid en conditie van een oppervlak heeft een groot effect op de ontgassingssnelheid. Meting op nominaal identieke monsters kan grote verschillen in ontgassingssnelheid opleveren.

En wat daaraan te doen? High-tech apparatuur kopen, maar dat is waarschijnlijk ook wat te gek.*

https://www.vacuumscienceworld.com/blog/outgassing

Daar staat waarschijnlijk niet veel nieuws, maar toch .. misschien heb je er wat aan.

En het heeft dus o.a. veel met het oppervlak van het materiaal te maken: de reinheid, hoe poreus het is, en de "vacuüm geschiedenis".

"The extent to which each of these affects outgassing depends on the composition of both the gas and the surface material and its history)."

De vacuümgeschiedenis van het oppervlak is erg belangrijk voor de ontgassingssnelheid. (Helaas weet ik niet hoe dit precies zit. Maar kan het eventueel uitzoeken*.)

*Maar dat artikel is nogal beknopt, terwijl het diep gaat. Hier bovenstaande wat uitgebreider:

https://www.researchgate.net/publicatio ... _Reduction

Waar ook wat manieren staan om dit (vervelende effect) te verminderen.

"Oppervlaktes zijn actieve plaatsen die gassen en dampen absorberen om de "onvervulde" bindingskrachten van de oppervlakte-atomen te verminderen. Dit betekent dat alle oppervlakken, ongeacht het materiaal dat wordt overwogen, onder vacuüm ontgassen. Enkele van de slechtste materialen zijn: kunststoffen, elastomeren en lijmen; poreuze keramiek en poreuze metalen; smeer-, afdichtings- of warmteoverdrachtsvetten en .. mensen (vingerafdrukken, haar, huidcellen, huisstofmijten, speekseldruppels tijdens het praten en voedsel)."

Van hier, waar onderaan ook een aantal dingen staan wat je tegen ontgassen kunt doen (beter dan dat ik dat wat halfslachtig vertaal allemaal):

https://www.lesker.com/newweb/technical ... oncept.cfm

Niet gedetailleerd over "wat er tegen te doen", maar dat kun je eventueel opzoeken.

Maar .. ik wil je verder niet ontmoedigen, maar inmiddels 12 jaar geleden, heb ik best veel gewerkt met vacuüm technologie en er ook cursussen aan bedrijven over gegeven. Wel altijd met betrekking op vezelversterkte kunststoffen, maar ik kwam hetzelfde wel eens tegen. En ik denk niet dat het veel uitmaakt of het nu een vezelversterkte kunststof betreft of niet vezelversterkt; PMMA. Het betreft beide keren (vaak) thermoplasten. En ik kon doen wat ik wou, met "mijn" beperkte gereedschap, maar het effect bleef.

PS. De pomp is uiteraard ook niet onbelangrijk.
Ontgassing levert vaak de grootste bijdrage aan de gasbelasting van een systeem (vooral *onder* matig vacuüm (MV); ruw vacuüm (RV), in dit geval dus) en beperkt de haalbare uiteindelijke druk!

Het vindt dus plaats via verschillende processen, waaronder verdamping, desorptie, diffusie en permeatie. En bovenstaande links gaan eigenlijk vooral over hoog vacuüm (HV) en ultrahoog vacuüm (UHV). Dus wordt dit allemaal alleen maar problematischer met RV.

https://www.vacuumscienceworld.com/roug ... asurement_

Naja, geen idee of je hier nog wat aan hebt. Hopelijk wel, kun je hier wat mee (verder) of heb je er iets aan. Iig succes!

[boertje125]

op die manier zou de druk kunnen toenemen door vervorming van het vat.

Wil je de druk verviervoudigen, dan zal je het volume tot een kwart moeten reduceren. Dat zie je wel

daar heb je inderdaad een punt

[OOOVincentOOO]

Kan ja blad 128 ook trekken aub, want nu missen we het slot.

Zeer uitgebreid hoofdstuk kan niet alles delen (legaal). Hier een voorbeeld van de laatste pagina hoofdstuk (word ook nog diafragma besproken):

Bron: Basisboek vacuum techniek M. Suurmeijer, Th. Mulder, J. Verhoeven

Meer informatie:

Chocked velocity
Venturi Effect: Wiki.
De Lavel nozzle: Wiki.

De laatste Lavel geeft zelfde vergelijking als uit boek:

\(v_e = \sqrt{\frac{TR}{M} \cdot \frac{2\gamma}{\gamma - 1} \cdot \left[1 - \left(\frac{p_e}{p}\right)^{\frac{\gamma - 1}{\gamma}}\right]}\)

Met p=0 blijkbaar (niet gecontrolleerd):
\(v_{max}=v_{kr} \sqrt{\dfrac{\kappa+1}{\kappa-1}}\)
Mijn bereking voor dommies via Δp=½ρv² dikke duim engineering geeft zeer grove afschatting blijkbaar.

[Gast]

Bij nader inzien (wanddikte van maar 5 mm) denk ik toch dat het voornamelijk de permeabiliteit is van perplex en de daarmee samenhangende "bulk diffusion" die dit gedrag veroorzaakt.

De nadelen beginnen overal met iets als:

"Het eerste nadeel van acryl is de doorlaatbaarheid en ontgassing. Doorlatende materialen verspreiden lucht sneller door de wanden."

En dus

Zo duurt het maanden voordat ik een stabiel vacuüm bereik van 1 mbar.

Opnieuw niet ontmoedigend bedoeld, maar ik ben bang dat dat nooit gaat lukken (met die afmetingen iig), o.a. vanwege allerlei genoemde effecten en met PMMA (en eventueel afhankelijk van de pomp).

En met een wanddikte van maar 5 mm (daar waar toch tenminste wel 20 mm vereist is, volgens mij .. en wat ik ook lees, en onafhankelijk van de inhoud is wat betreft difussie) en een druk van 1 mbar, kan ik me, vanwege de permeabiliteit dus, voorstellen dat dit vooral in het begin (zodra je de pomp uitzet) vrij snel gaat.

Oftewel:

Of is mijn perspex onder de 4,5 mbar gewoon te 'lek' (diffunderen van het gas)?

Voornamelijk toch wel bij nader inzien (lijkt mij dan dus). Samengaand met absorbtie en desorptie uiteraard:

En dan is PMMA ook nog totaal geen (poly)kristallijne materie, maar volledig amorf.

Het lijkt me iig wel zo logisch. Ik bedoel de 'permeatie-gasstroom' is evenredig met de drukgradiënt over de wanddikte en een materiaalafhankelijke 'permeatieconstante'.

(Of trouwens toch één of andere virtueel lek? Dat is soms erg moeilijk te achterhalen.)

Misschien heb ik het volledig mis, dat kan natuurlijk ook .. dat zou evengoed kunnen!

Maar afhankelijk van wat je ermee wilt doen, zou ik de pomp aanlaten (ook al is dat niet milieuvriendelijk en zuinig).

Toevallig las ik zojuist dit: "Note: Due to the inherent permeability of plastic, these chambers will not maintain a stable vacuum level over extended periods. For long-term vacuum maintenance, leave vacuum pump connected and running."

Ik begrijp dit trouwens niet uit bericht 8:

Het drukverschil is nauwelijks gewijzigd (0,999 bar naar 0,996 bar).

Ik zie natuurlijk wel een drukverschil van ca. 3 mbar, maar bedoel je hier wat anders dan in de grafieken?

Van mijn eerdere bericht bedoelde ik met die laatste link trouwens op de eerste twee stukjes daar (maar bij erop klikken kom je meteen ergens onderaan het artikel) wat begint met:

"Bij het werken in ruwe (en middelzware) vacuümomstandigheden is er een fundamentele waarheid die moet worden geaccepteerd: geen enkele pomp zal aan al uw eisen of verwachtingen voldoen.

Daarom is het imperatief om de vereisten op te sommen waaraan absoluut moet worden voldaan, naast de vereisten die wenselijk (maar niet essentieel) zijn. En ...dat olieverontreiniging een probleem kan zijn."

En met oppervlakte diffusie bedoelde ik natuurlijk "bulk diffusion" (waarom bestaan allerlei termen vaak niet in het Nederlands? Jammer is dat vind ik.)

Alleen nu dacht ik dat ik in een van die links van jkien of Vincent (Interessant om te weten over "chocked flow" !! @Vincent) iets las over dat de "vacuüm geschiedenis" een grote rol kan spelen voor ontgassingssnelheden. Alleen ik kan het niet meer terug vinden. Zal ik gedroomd hebben.

Daar ben ik nu persoonlijk namelijk in geïnteresseerd. Ik begrijp het wel oppervlakkig, denk ik: hoe vaker er een vacuüm gegenereerd is, dat dit het materiaal oppervlakte aantast, m.n. doordat het materiaal zelf ook een beetje "verdampt". En niet-polaire moleculen hebben een snellere desorptiesnelheid vanwege hun lagere bindingsenergie. Elk niet-polair molecuul dat het oppervlak verlaat, biedt een nieuwe adsorptieplaats. Deze nieuwe plaats kan worden ingenomen door een polair molecuul met een sterkere bindingsenergie en een lagere desorptiesnelheid.
Na verloop van tijd zal de concentratie van polaire moleculen aan het oppervlak toenemen, waardoor de kans op het ontstaan van defecten toeneemt. Zoiets, denk ik. En ook dit speelt vooral bij polymeer materialen. Als iemand hier meer over weet hoor ik het graag.

Ook wel grappig wat je met zo'n doorzichtige vacuüm vat kunt doen:

https://youtube.com/playlist?list=PLGCh ... 3rbeVaUprC

Alleen dat soort "experimentjes" zijn hiermee niet de bedoeling, begrijp ik.

Maar wat is eigenlijk wel het (uiteindelijke) doel als ik vragen mag? Daar ben ik erg nieuwsgierig naar!

PS. Als het mijn project was zou ik hier (van jkien's link en via hun youtube kanaal) contact mee opnemen, waarom niet?

https://www.sanatron.com/contact-us.php

(Of als het heel belangrijk was https://www.vacuumscienceworld.com/
raadplegen, waar wel heel veel informatie over vacuüm technologie staat, ook met een youtube kanaal, waar "How a molecule acts on a surface (in vacuum)" bijv. wel heel diep uitgelegd wordt. Maar dat is nogal high tech en geavanceerd allemaal.)

Nou. Een wat lang bericht (weer eens), waarbij ik eigenlijk maar weinig nieuws zeg. Maar goed .. Ik vraag me nu ook zelf vanalles af, zoals hoe lang een vacuüm van zo'n 7 mbar (?) stabiel blijft bij vacumeren van voedsel, en diepzinnige dingen mbt Henry's- en Fick's law en alles wat daarmee te maken heeft en weet ik t wat niet al.

(En zo gaat het nou altijd, dan zoek ik wat op en kom ik vanalles tegen en komt er vanalles in mij op wat ik graag wil weten , en als iemand vraagt "Hoe zit dit precies?" dan wil ik er (als ik het interessant vind) achter komen ook (ook al blijft het op afstand natuurlijk altijd wat gissen.))

Zeer benieuwd naar wat er uitkomt, of het toch gaat lukken en .. naja, het vervolg zeg maar.

[t541hoo]

doe eens een hoeveelheid kleine stukjes perspex in de ruimte (meet het volume), En kijk hoe de druk zich dan gedraagt.

Het tempo van vacumeren kan van invloed zijn agv afkoeling. Ook de buitentemperatuur moet zoveel mogelijk constant zijn.

[Michel Uphoff]

Ik kom er dus op terug, maar het kan even duren.

Bij deze, zie de grafieken. Wat kunnen we daar nu uit destilleren?

Eerst maar meting 1,2,3 op de langere termijn. Er lijkt sprake te zijn van een vrijwel lineair traag oplopen van de druk. M.i. wijst dit op de permeabiliteit van het PMMA.

>> @Marko: Bij een volume van 10-4 m3 en "RT" ongeveer 2500 kJ/mol is de overeenkomstige druk minder dan een Pa.<<
Schatte Marko als ordegrootte per 100 seconden ongeveer 0,01 mbar. Dat is grofweg 1 mbar per 2,75 uur. Ik meet ruwweg 1 mbar in 40 uur, ruim een factor 10 lager. Maar de permeabiliteit lijkt mij dus inderdaad de oorzaak voor de lange termijn drukopbouw.

In de drie metingen waarin het snoertje van de thermistor een rol speelde lijkt mij de extra permeabiliteit van het snoertje zichtbaar. Als ik even heel grofweg calculeer en wat aannames doe:

- permeabiliteit van zacht pvc en pmma is ongeveer gelijk (klopt dat?)
- kunststof oppervlak snoertje: 2 aders 1,3 mm pvc met 0,3 mm koperkern, lengte 1 meter. Dan oppervlak ongeveer 50 cm² bij gemiddelde wanddiameter van 0,8 mm
- wanddikte snoer 0,5 mm, dus 10 keer zo dun als de PMMA wand
- extra lek door de wand van het snoertje is dan ongeveer 3 keer zoveel als door het PMMA, wat in lijn met de metingen lijkt.

Wat betreft de korte termijn (tot zo'n 1000 seconden), zie ik wel wat effecten van de handelingen, maar echt overtuigend is het niet. En een goede verklaring waarom de druk ook na herhaaldelijk afpompen van het kennelijk uit het PMMA ontsnapte gas toch vrijwel onverminderd snel oploopt tot krap 4,5 mbar en dan stopt (op het permeabiliteitseffect na) heb ik niet. Invloed van de temperatuur lijkt er wel te zijn (test 6, wat hogere begindruk bij 42 graden ipv 23), maar ook dat is voor mij nog niet overtuigend.

Effecten veroorzaakt door een aanmerkelijke hoeveelheid water in het PMMA zie ik niet (dan zou ik een veel hogere dampdruk verwachten).'

Wie waagt zich aan een verklaring van deze waarnemingen , of heeft voorstellen voor vervolgmetingen?