VÁKUUMTECHNIKAI ALAPISMERETEK Bohátka Sándor és Langer Gábor

Az előadások a következő témára: "VÁKUUMTECHNIKAI ALAPISMERETEK Bohátka Sándor és Langer Gábor"— Előadás másolata:

1 VÁKUUMTECHNIKAI ALAPISMERETEK Bohátka Sándor és Langer Gábor
15. ÖNELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK TÁMOP C-12/1/KONV projekt „Ágazati felkészítés a hazai ELI projekttel összefüggő képzési és K+F feladatokra"

2 A GÁZ MENNYISÉGÉT, ÁLLAPOTÁT MEGHATÁROZÓ FIZIKAI MENNYISÉGEK és MÉRTÉKEGYSÉGEIK. HALMAZÁLLAPOTOK. KINETIKUS GÁZELMÉLET ALAPJAI. TRANSZPORT JELENSÉGEK Határozza meg a mol fogalmát! Ismertesse a nyomás mértékegységeit! Hogyan szól Avogadro törvénye? Mikor nevezünk egy gázt normál állapotúnak? Mi jellemzi a gázhalmazállapotot? Milyen feltételek teljesülése mellett nevezzük a gázt ideális gáznak? Milyen arányosság szerint függ az ideális gáz részecskéinek sebessége a részecske tömegétől és hőmérsékletétől? Mekkora sebességgel mozognak, a szobahőmérsékleten ideális gáznak tekinthető levegő molekulái? Milyen összefüggés írja le az ideális gáz részecskéinek átlagos energiáját? Adja meg az átlagos szabad úthossz definícióját! Milyen arányosság szerint függ az átlagos szabad úthossz a nyomástól? Adja meg a nyomás fogalmának a kinetikus gázelmélet alapján történő értelmezését!

3 4. ÁRAMLÁSOK 1. Hogyan tudjuk eldönteni, hogy az áramlás molekuláris, viszkózus vagy átmeneti? 2. Mi a lényeges különbség a viszkózus és a molekuláris áramlás között? 3. Hogyan tudjuk eldönteni, hogy a viszkózus áramlás lamináris-e vagy turbulens? 4. Mi a vákuumszivattyú szívósebessége? 5. Mi az összefüggés a vákuumszivattyú szívósebessége és gázszállítása között? 6. Vákuumvezetékek soros, illetve párhuzamos kapcsolásakor mivel egyenlő az eredő vezetőképesség? 7. A szivattyú és a hozzácsatolt vákuumvezeték eredő szívósebessége mivel egyenlő? 8. Mi a fojtott vagy korlátozott áramlás, és mikor következik be? 9. Szobahőmérsékletű levegőnek mennyi a maximális gázmennyiség-árama kis nyíláson át, és mennyi ugyanott a maximális vezetőképesség és szívósebesség? 10. Vékony kis nyílásnak mennyi a gázszállítása, vezetőképessége és szívósebessége szobahőmérsékletű levegőre? 11. Mi a hosszú cső vezetőképessége lamináris, illetve molekuláris áramlásban szobahőmérsékletű levegőre? 12. Mitől függ a vákuumedény leszívási ideje?

4 5. FELÜLETI JELENSÉGEK, KIGÁZOSODÁS.
Milyen transzport jelenségeket ismer? Adja meg a nyomástartományt, ahol a hővezetés nyomásfüggő! Ismertesse a vákuumtér lehetséges gázforrásait! Mi a különbség az adszorpció és a kondenzáció között? Mi a különbség a párolgás és a deszorpció között? Milyen folyamatot nevezünk abszorpciónak? Mi a különbség a fiziszorpció és a kemiszorpció között? Milyen folyamatot nevezünk permeációnak? 9. Milyen folyamatot nevezünk permeációnak?

5 6. VÁKUUMMÉRŐK 1. 1 atm hány Pa, hány mbar és hány torr? 2. Mivel lehet jól mérni 100 mbar és 1013 mbar között? 3. Mivel lehet jól mérni 0,001 mbar és 100 mbar között (akár egy, akár két mérőfejjel áthidalva a tartományt)? 4. Mivel lehet 0,001 mbar alatti nyomásokat mérni? 5. Mivel növelik a Pirani vákuummérő felső nyomáshatárát, és mivel az alsó nyomáshatárt? 6. Érzékeny-e szerves gőzökre a Pirani, a kapacitív, az izzókatódos és a hidegkatódos vákuummérő? 7. Kisebb vagy nagyobb-e a szilárdtest Pirani vákuummérő méréshatára és pontossága a hagyományos Piraniénál? 8. Milyen nyomástartományban mér, és mit nem mér a McLeod vákuummérő? 9. Lehet-e izzókatódos ionizációs vákuummérővel 10 mbart mérni? Indokolja meg a válaszát. 10. Milyen jelenségek növelik a mért nyomást a valódi érték felé az ionizációs vákuummérőben? 11. Milyen jelenségek csökkentik a mért nyomást a valódi érték alá az ionizációs vákuummérőben? 12. Ha pontos méréshez mit tesz az izzókatódos ionizációs vákuummérővel? 13. Mit tapasztal a hidegkisüléses ionizációs vákuummérő bekapcsolásakor 10-5 mbar-nál és mbar-nál? 14. Milyen vákuummérőt tud használni mbar alatt? 15. Milyen nagyvákuum-mérőt használ, ha levegőbetörésre is kell számítania?

6 7. PARCIÁLISNYOMÁS-MÉRŐK – TÖMEGSPEKTROMÉTEREK
1. Mit ábrázolunk a tömegspektrum vízszintes tengelyén és mit a függőlegesen? 2. Mi célt szolgál a tömegspektrométer ionforrása? 3. Mire jó a nyitott és mire a zárt ionforrás? 4. Mennyi a Faraday-lemez és az elektronsokszorozó erősítése, és mitől függ? 5. Melyek a mágneses tömegspektrométer legfontosabb tulajdonságai? 6. Melyek a kvadrupól tömegspektrométer legfontosabb tulajdonságai? 7. Mire lehet használni a tömegspektrométereket? 8. Mi a tömegdiszkrimináció és minek a jellegzetessége az? 9. Melyek a legszembetűnőbb jelenségek, amelyek akadályozzák a tömegspektrum kiértékelését? 10. Mi a maradékgáz analízis leggyakoribb eszköze és mire jó a maradékgáz-analízis? 11. Melyek a kikályházatlan vákuumrendszer maradékgázának többségi összetevői? 12. Mi a tiszta vákuum? 13. Mi a veszélye, ha a maradékgázokban sok a szerves összetevő? 14. Melyek a szerves maradékgázok fő forrásai? 15. Melyik veszélyesebb szennyező forrás egy ionoptikai rendszerben: a szilikonolaj vagy a szerves alapú diffúziós olaj?

7 8. LYUKKERESÉS 1. Mi a lyukakon keresztüli gázbeszivárgás mértékegysége? 2. Mi a nyomásnövekedés módszere? 3. Mi a buborékos lyukkeresés előnye és méréshatára? 4. Milyen vákuummérővel lehet lyukat keresni, mi a működés elvi alapja és mi a vákuummérős lyukkeresés előnye? 5. Lyukkeresésre mi a legjobb keresőgáz és miért? 6. Mi a legérzékenyebb lyukkereső eszköz? 7. Milyen lyukkeresési módszerrel határozza meg, hogy egy edényen egyáltalán van-e bármilyen lyuk? 8. Milyen lyukkeresési módszerrel határozza meg a lyuk pontos helyét? 9. A vizsgált edény leszívását és a lyukkeresés folyamatát egybevéve melyik lyukkeresési módszer a leggyorsabb? 10. A lyuk helyének megállapításakor mi a veszélye annak, ha türelmetlenül túl gyorsan pásztázzuk az edény felszínét a keresőgázzal? 11. A vizsgált edényt a tömegspektrométer vákuumkamrájához csatlakoztattuk. Milyen vákuumtechnikai művelettel lehet a lyukkeresés érzékenységét növelni?

8 9. SZIVATTYÚK 1. Jellemezze a gázeltávolító, folyamatos térfogatváltozással működő szivattyúkat! 2. Sorolja fel a leggyakrabban használt, folyamatos térfogatváltozással működő szivattyúkat! 3. Hogyan jön létre a folyamatos térfogatváltozás a folyadékgyűrűs szivattyúban? 4. Mi határozza meg a vízgyűrűs szivattyú végvákuumát? 5. Mi a szerepe a forgólapátos szivattyúban alkalmazott olajnak? 6. Mekkora a forgólapátos szivattyú üzemi hőmérséklete? 7. Hogyan lehetséges a kondenzálódó gázok szívása a forgólapátos szivattyúval? 8. Milyen nyomástartományban használhatjuk a forgólapátos szivattyút? 9. Ismertesse a forgódugattyús szivattyú működési elvét! 10. Mi biztosítja a tömítést a mozgó és álló felületek között a forgódugattyús szivattyúban? 11. Ismertesse a Roots szivattyú működési elvét! 12. Milyen előnyökkel jár a Roots szivattyú használata? 13. Milyen nyomástartományban működik a Roots szivattyú? 14. Milyen nyomástartományban alkalmazható a körmös szivattyú? 15. Ismertesse a körmös szivattyú üzemmódjait! 16. Hogyan működik a csavarszivattyú? 17. Milyen előnyei vannak a csavarszivattyú alkalmazásának? 18. Mekkora a csavarszivattyúval elérhető legkisebb nyomás?

9 19. Milyen mozgást végez a mozgó rész az álló rész körül a csigavonalas szivattyúban?
20. Hol helyezkednek el a tömítések a csigavonalas szivattyúban? 21. Adja meg a csigavonalas szivattyú működési nyomástartományát! 22. Sorolja fel a membrán szivattyú előnyeit és hátrányait! 23. Mekkora végvákuum érhető el a membrán szivattyúkkal? 24. Ismertesse a diffúziós szivattyú működési elvét! 25. Milyen áramlási tartományban működik a diffúziós szivattyú? 26. Miért öblösítik a diffúziós szivattyú házát? 27. Mi a jelentősége a diffúziós szivattyú elővákuum oldalán alkalmazott fuvókás fokozatnak? 28. Kis tömegű vagy nagy tömegű gázokra nagyobb a diffúziós szivattyú szívósebessége? 29. Azonos elővákuumot feltételezve kis tömegű vagy nagyobb tömegű gázokra érhető el jobb végvákuum a diffúziós szivattyúval? 30. Hogyan akadályozható meg a diffúziós szivattyúból az olaj visszaáramlása a vákuumtérbe? 31. Milyen nyomástartományban működik a diffúziós szivattyú? 32. Ismertesse a molekuláris szivattyú működési elvét! 33. Mit nevezünk drag szivattyúnak? 34. Ismertesse a turbómolekuláris szivattyú működési elvét! 35. Milyen nyomástartományban használható a turbómolekuláris szivattyú? 36. Hogyan működik az adszorpciós szivattyú? 37. Milyen gázokra alacsony az adszorpciós szivattyú szívósebessége?

10 38. Milyen anyagokat nevezünk getter anyagnak?
39. Ismertesse a getterszivattyú működési elvét! 40. Soroljon fel néhány ismertebb getter anyagot! 41. Milyen nyomástartományban működnek a getterszivattyúk? 42. Ismertesse a getter-ion szivattyú működési elvét! 43. Sorolja fel a getter-ion szivattyúk típusait! 44. Melyek a főbb szivattyúzási folyamatokat a getter-ion szivattyúkban? 45. Adja meg a getter-ion szivattyúk működési nyomástartományát! 46. Hogyan működik a krioszivattyú? 47. Milyen jelenségeken alapszik a krioszivattyúzás? 48. Mekkora szívósebességet lehet elérni a krioszivattyúval? 49. Adja meg a krioszivattyú működési nyomástartományát!

11 10. TECHNIKAI ISMERETEK 1. Melyek az anyagok legjellemzőbb vákuumtechnikai tulajdonságai? 2. A következő anyagok közül melyek használhatók durvavákuumban, elővákuumban, nagyvákuumban és ultranagy-vákuumban: réz, tygon cső, perbunán O-gyűrű, rozsdamentes acél, viton O-gyűrű, teflon tömítés, Al, Au, Pb, W, alumínium-oxid kerámia? 3. Szabad-e a gumitömítést zsírral kenni? 4. Hogyan tömítünk lét síkperemet egymáshoz nagyvákuumban? 5. Milyen tömítést használhatunk ultranagy-vákuumban? 6. Használhatunk-e szilikon-zsírt mozgó tömítésekhez? 7. Hány fokig melegíthetjük fel a vákuumkamrát, ha rajta a fémtömítések anyaga Al, és ha Cu? 8. Kis átmérőjű fémcsövek ultravákuumban is megfelelő tömítésére milyen rendszert használunk? 9. Mi a különbség a hullámosított és az élben hegesztett csőmembránok között? 10. Mi a szigetelője a jó áramátvezetőnek? 11. Mire használják a sarokszelepeket? Milyen tömítéssel léteznek? 12. Mi az előnye a pillangószelepnek, és mi a tömítése? 13. Mik a zsilipek, mi az előnyük, milyen tömítéssel léteznek?

12 11. VÁKUUMRENDSZEREK FELÉPÍTÉSE, ÜZEMELTETÉSE
1. Milyen szivattyút használ, ha 5∙10-7 mbar végvákuumot akar elérni? 2. Milyen szivattyút használ, ha 5∙10-10 mbar végvákuumot akar elérni? 3. Forgólapátos szivattyúval szívott edényében idővel egyre rosszabb az elérhető végvákuum. Mi lehet az oka, és mivel tud segíteni a bajon? 4. Olajcsere után nem éri el forgólapátos szivattyújával az elvárt végvákuumot. Mi az oka, és hogyan tudja megjavítani a végvákuumot? 5. Tiszta vákuumot akar előállítani ultranagy-vákuum rendszerében. Milyen elővákuum-szivattyút használ a turbómolekuláris szivattyújához? 6. Ultravákuum kamráját nagyon sokáig nem akarja fellevegőzni, gázterhelése kicsi. Milyen szivattyút választ erre a célra? 7. Ultravákuum szivattyújának tiszta vákuumot szolgáltató, ugyanakkor csendes elővákuum-szivattyút szeretne beépíteni. Mit választ? 8. Mi a feltétele a diffúziós szivattyú bekapcsolásának? 9. Mi a feltétele a turbómolekuláris szivattyú működésének? 10. Nagyvákuum-rendszerében szeretné ezután gyakran fellevegőzni a recipienst. Ehhez az átalakításhoz milyen szerelvényeket kell beszereznie?