Kriyojenik pompanın pompalama prensibi

Kriyojenik pompa, sıvı helyum veya buzdolabı ile son derece düşük sıcaklığa soğutulan soğuk bir plaka ile sağlanır. Gazın yoğunlaşmasına neden olur ve kondensatın buhar basıncını pompanın nihai basıncının altında tutar, böylece pompalama hareketini elde eder. Kriyojenik pompalamanın ana fonksiyonları kriyojenik yoğunlaşma, kriyojenik adsorpsiyon ve kriyojenik yakalamadır. Soğuk Yoğuşma: Soğuk plakanın yüzeyinde veya yoğunlaştırılmış gaz tabakasında yoğunlaşan bir gaz molekülünün denge basıncı temel olarak kondensatın buhar basıncına eşittir. Hava pompalandığında soğuk plakanın sıcaklığı 25K'dan düşük olmalıdır. Hidrojen pompalandığında, soğuk plaka daha soğuktur. Kriyojenik kondensatın kalınlığı yaklaşık 10 mm'dir. Kriyojenik adsorpsiyon: Gaz molekülleri, tek bir moleküler tabaka kalınlığı (santimetre sırası) ile soğuk bir plaka üzerinde kaplanmış bir adsorbanın yüzeyine adsorbe edilir. Adsorpsiyonun denge basıncı, aynı sıcaklıktaki buhar basıncından çok daha düşüktür. Hidrojenin buhar basıncı 20K'daki atmosfer basıncına eşitse, adsorpsiyon denge basıncı 20K aktif karbonunkinden daha düşüktür. Bu, daha düşük sıcaklıklarda adsorbe ederek daha yüksek sıcaklıklarda pompalanmayı mümkün kılar. Sıcaklık tuzağı: Pompalama sıcaklığında yoğunlaşamayan gaz molekülleri, büyüyen bir yoğunlaştırılabilir gaz tabakası tarafından gömülür ve emilir.
Genel olarak, pompanın nihai basıncı, yoğun plaka sıcaklığında yoğunlaştırılmış gazın buhar basıncıdır. 120 bin sıcaklıkta, suyun buhar basıncı PA'nınkinden daha düşüktür. 20 bin sıcaklıkta, helyum, neon ve hidrojen hariç tüm gazların buhar basıncı PA'nınkinden daha düşüktür. Bununla birlikte, pompa ve soğuk plaka arasındaki sıcaklık farkı nedeniyle, pompanın nihai basıncı kondensatın buhar basıncından daha yüksektir. Oda sıcaklığında bir kap ve 20K'da düşük sıcaklıkta bir plaka için, pompanın nihai basıncı kondens buhar basıncının yaklaşık dört katıdır.