Уровень вакуума
Отрицательное давление (также называемое вакуумом) описывает диапазон давления ниже давления окружающей среды. На уровне моря давление окружающей среды составляет 1,013 мбар и уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря.
Уровень вакуума подразделяется на различные классы:
Низкий уровень вакуума
Диапазон давления, в котором абсолютное давление находится в пределах от 1 мбар до давления окружающей среды (1,013 мбар), называется низким вакуумом. Площади применения низкого вакуума включают лампочки и пылесосы. Вакуумные технологии также относятся к этому классу вакуума. На этой площади можно относительно экономично создать вакуум с высокой всасывающей силой и коротким временем цикла.
Средний уровень вакуума
При среднем уровне вакуума абсолютное давление составляет от 0,001 мбар до 1 мбар. Этот уровень вакуума используется, например, в газоразрядных лампах низкого давления.
Высокий вакуум
В высоком вакууме диапазон давления определяется как абсолютное давление от 10-7 мбар до 10-3 мбар. Такой уровень вакуума можно встретить, например, в электронно-лучевых трубках или частичных ускорителях.
Сверхвысокий вакуум
Сверхвысоким вакуумом называется вакуум, в котором абсолютное давление находится в диапазоне от 10-12 мбар до 10-7 мбар. Тип вакуума используется, например, в детекторах гравитационных валов.
Чрезвычайно высокий вакуум
К высокому вакууму относятся все показатели вакуума с абсолютным давлением менее 10-12 мбар. Космос также относится к этому уровню вакуума.
Космос также относится к этому уровню вакуума
В области вакуумной технологии уровень вакуума задается как относительная величина. Это означает, что уровень вакуума указывается относительно давления окружающей среды. В качестве точки отсчета используется давление окружающей среды 0 мбар. Поэтому уровень вакуума указывается с отрицательным знаком (рис. 1).
В отличие от этого, в науке уровень вакуума указывается как абсолютное значение. Здесь в качестве точки отсчета используется не давление окружающей среды, а точка абсолютного нуля (безвоздушное пространство, например, космос). В науке уровень вакуума всегда имеет положительный знак (рис. 2).
Таблица пересчета для уровня вакуума/давления
Для определения уровня вакуума на международном уровне используется большое количество единиц измерения вакуума. В вакуумной технологии утвердились единицы измерения вакуума - паскаль [Па], килопаскаль [кПа], бар [бар] и миллибар [мбар]. Пересчет блоков осуществляется следующим образом:
0,001 бар = 0,1 кПа = 1 мбар = 100 Па.
Следующая таблица иллюстрирует преобразование международно используемых единиц измерения вакуума:
| бар | Н/см2 | кПа | атм, кПа/см2 | мм H2O | Торр; мм рт. ст. | в рт. ст. | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| бар | 1,00000 | 10,00000 | 100,0000 | 1,01970 | 10.197,00 | 750,0600 | 29,5400 |
| Н/см2 | 0,10000 | 1,00000 | 10,0000 | 0,10190 | 1.019,70 | 75,0060 | 2,9540 |
| кПа | 0,01000 | 0,10000 | 1,0000 | 0,01020 | 101,97 | 7,5006 | 0,2954 |
| атм, кп/см2 | 0,98070 | 9,80700 | 98,0700 | 1,00000 | 10.332,00 | 735,5600 | 28,9700 |
| мм H2O | 0,00010 | 0,00100 | 0,0100 | 0,00000 | 1,00 | 0,0740 | 0,0030 |
| Торр; мм рт. ст. | 0,00133 | 0,01333 | 0,1333 | 0,00136 | 13,60 | 1,0000 | 0,0394 |
| в рт.ст. | 0,03380 | 0,33850 | 3,8850 | 0,03446 | 345,40 | 25,2500 | 1,0000 |
Влияние атмосферы на уровень вакуума
Атмосфера оказывает сильное влияние на преобладающее атмосферное давление и возможный уровень вакуума. Давление окружающей среды зависит от высоты, на которой вы находитесь, и температуры. На уровне моря атмосферное давление составляет 1 013 мбар. На высоте 600 м давление воздуха снижается до 938 мбар. На высоте 2 000 м давление воздуха составляет всего 763 мбар.
Падение давления оказывает существенное влияние на процессы перемещения вакуума. При снижении давления воздуха уменьшается максимально достигаемый уровень вакуума и соответствующая максимальная сила удержания. На каждые 100 м высоты над уровнем моря давление воздуха падает на 12,5 мбар.
Вакуум-генератор, создающий 80% вакуума, достигает уровня вакуума -810 мбар на уровне моря (давление окружающей среды = 1,013 мбар). При создании вакуума на высоте 2 000 м (давление окружающей среды = 763 мбар) вакуум составляет -610 мбар. Возможная сила удержания вакуумной присоски уменьшается пропорционально достигаемому вакууму. Поэтому идеальным вариантом является применение на уровне моря.