Diplomarbeit Olga Rehband

KAPITEL 3.AUFBAU DER VAKUUMAPPARATURˆ Knudsenströmung (Feinvakuum: 1 - 10 −3 mbar)Λ ≈ d ↔ K n ≈ 1d100 < Λ < d 2 ⇐⇒ 6, 0 · 10−1 > p · d > 1, 3 · 10 −2 mbar·cmDer Übergang zwischen der viskosen und der Molekularströmung.ˆ Molekularströmung (Hochvakuum: 10 −3 - 10 −7 mbar, Ultrahochvakuum:10 −7 - 10 −14 mbar):Λ ≫ d ↔ K n ≫ 1Λ > d 2 ⇐⇒ p · d < 1, 3 · 10−2 mbar·cmIn diesem Bereich können die Stöße der Teilchen untereinander vernachlässigtwerden. Es dominieren die Stöße der Teichen mit denBehälterwänden.3.1.3 StrömungsleitwerteIst die Vakuumpumpe mit dem Behälter in einer Vakuumanlage direktverbunden, so stimmt das zum Evakuieren erforderliche, effektive Saugvermögenmit dem Nennsaugvermögen der Pumpe überein. Befinden sichRohrleitungen zwischen der Pumpe und dem Behälter, so stellen diese einenStrömungswiderstand dar und es erfolgt dadurch eine Reduzierung des effektivenSaugvermögens S eff :1S eff= 1 S + 1 C , (3.8)wobei C der Gesamtleitwert einer Verbindungsleitung ist. Dieser setzt sichaus den Einzelleitwerten der in Serie geschalteten Bauteile zusammen1C = 1 C 1+ 1 C 2+ · · · + 1C n. (3.9)Für parallele Verbindung ergibt sich C = C 1 + C 2 + · · · + C n .Der Leitwert hängt stark von der Art der Strömung und damit vomDruck ab. Darüberhinaus werden die Leitwerte einzelner Bauelemente auchdurch die Geometrie mitbestimmt. Während bei viskoser Strömung der Leitwertvom Druck abhängt, ist dies bei Molekularströmung (p · d < 10 −2mbar·cm) nicht mehr der Fall. Es werden die Leitwerte nur für den Grenzfallder Molekularströmung betrachtet, da das Vakuumsystem für diesenDruckbereich konzipiert wurde [38].Allgemein kann der Leitwert für ein Rohr [39, 40] mit dem Radius r undder Länge l folgendermaßen beschrieben werden:C = 8 √3 · r3 πRTl 2M , (3.10)30