اصطلاح خلاء دارای دو معنی متفاوت است. به تعبیری دقیق ترین آن ، خلاء منطقه ای از فضای کاملاً فاقد هر نوع ماده است. این اصطلاح نشانگر خالی بودن مطلق است. یکی از مشکلات این تعریف این است که شرایطی ایده آل را توصیف می کند که در دنیای واقعی نمی تواند وجود داشته باشد. هیچ کس تاکنون راهی برای ایجاد خلاء کامل از این نوع پیدا نکرده است.
به همین دلیل از اصطلاح خلاء نیز برای توصیف مناطقی از فضا استفاده می شود که بیشترین مقدار ممکن ماده از آن خارج شده است. در بیشتر موارد ، خلاء ظرفی است که از آن کلیه گازها تا حد امکان خارج می شوند.
در واقع نزدیکترین چیز به یک خلاء کامل فضای بیرونی است. اخترشناسان بر این باورند که فضای بین ستارگان در بعضی موارد بیش از یک اتم یا مولکول واحد در هر کیلومتر مکعب تشکیل شده است. هیچ خلاء تولید شده روی زمین حتی به این شرایط نزدیک نمی شود.
روش معمول ساخت خلاء با پمپ خلاء است. پمپ ، که از یک پیستون (شیر کشویی) در یک سیلندر تشکیل شده است ، به یک ظرف بسته وصل می شود. با هر ضربه پمپ ، مقداری از گاز موجود در ظرف خارج می شود. هرچه پمپ بیشتر کار کند ، خلاء تولید شده در ظرف بهتر خواهد بود. برای دستیابی به بهترین خلاء ها ، انواع خاصی از تجهیزات لازم است.
خلأها کاربردهای زیادی در تحقیقات علمی ، صنعت و زندگی روزمره دارند. شاید متداول ترین نمونه استفاده از جاروبرقی جاروبرقی خانگی باشد. فن موجود در جاروبرقی بطور مداوم هوا را از قوطی خارج می کند و یک خلاء جزئی ایجاد می کند. فشار اتمسفر در خارج از جاروبرقی هوا را به داخل قوطی سوق می دهد و گرد و غبار و گرد و غبار ناشی از قلم مو در جلوی جاروبرقی را به همراه دارد.
یکی دیگر از کاربردهای رایج خلاء ، بطری ترموسی است. یک بطری قمقمه از دو بطری تشکیل شده است که یکی در داخل دیگری قرار دارد. فضای بین دو بطری از خلاء تشکیل شده است. در صورت عدم وجود هوا ، گرما خیلی راحت بین دو بطری عبور نمی کند. مایعات گرم درون ظرف ، گرمای خود را حفظ می کنند و مایعات سرد نیز سرد می شوند زیرا گرما نمی تواند درون آنها عبور کند.
در این مقاله در مورد کاربرد وکیوم در صنایع هوافضا است. برای آشنایی با پمپ وکیوم آبی به این مقاله مراجعه فرمایید.
محفظه خلاء محوطه سفت و سخت که از آن هوا و گازهای دیگر توسط یک حذف شده است پمپ خلاء . این نتیجه در محیط کم فشار درون محفظه است که معمولاً به آن خلا گفته می شود . یک محیط خلاء به محققان اجازه می دهد آزمایش های فیزیکی را انجام دهند یا دستگاه های مکانیکی را که باید در فضای بیرونی (مثلاً) یا برای فرآیندی مانند خشک کردن خلا یا پوشش خلا استفاده کنند آزمایش کنند. محفظه ها معمولاً از فلزهایی ساخته شده اند که بسته به ضخامت دیواره ، فرکانس ، مقاومت و نفوذپذیری مواد مورد استفاده ، می توانند میدان مغناطیسی خارجی را بکار گیرند یا نباشند . فقط برخی از مواد مناسب برای استفاده از خلاء هستند.
یک نوع محفظه خلاء که غالباً در زمینه مهندسی فضاپیما مورد استفاده قرار می گیرد ، یک محفظه خلاء حرارتی است که یک محیط حرارتی را ارائه می دهد و نشان دهنده آن است که یک فضاپیما در فضا چه چیزی را تجربه خواهد کرد.
از آنجا که خارج کردن تمام مولکول های هوا از یک ظرف تقریبا غیرممکن است ، نمی توان خلاء کاملی حاصل کرد. البته هرچه هوا بیشتر خارج شود ، دیفرانسیل فشار افزایش می یابد و نیروی خلاء بالقوه بیشتر می شود.
محفظه های خلاء می تواند از بسیاری از مواد ساخته شود. “فلزات احتمالاً شایع ترین مواد محفظه خلاء هستند. قدرت، فشار، و نفوذ پذیری ملاحظات برای انتخاب مواد محفظه می باشد. مواد متداول عبارتند از:
بسیاری از ماشین آلات که نیاز به خلا دارند نیز از هوای فشرده استفاده می کنند. و در صورت نیاز به خلاء فقط به صورت متناوب ، می توان از هوای فشرده شده موجود استفاده کرد تا بتوان از طریق وسیله ای به نام ژنراتور خلاء ، که به عنوان اگزکتور خلا یا پمپ خلا نیز شناخته می شود ، خلاء تولید کرد. علاوه بر این ، هوای فشرده شده را می توان در ترکیب با یک فنجان خلاء با تولید یک پف هوا برای تسریع در انتشار قطعه کار استفاده کرد.
بر اساس اصل ونتوری عمل می کنند ، شکل ۴٫ هوای فشرده شده فیلتر نشده و روان نشده از طریق ورودی A وارد می شود . یک دیافراگم دیفیوزر (نازل) B باعث افزایش جریان هوا در سرعت می شود و از این طریق فشار آن را پایین می آورد و باعث ایجاد خلاء در کانال C می شود . جریان هوا از طریق صدا خفه کن D خارج می شود .
ژنراتورهای خلاء چندین مزیت را ارائه می دهند. آنها کم حجم و سبک هستند ، بنابراین اغلب می توانند در محل استفاده یا در نزدیکی آنها نصب شوند. آنها ارزان قیمت هستند ، و از آنجا که هیچ قسمت متحرک ندارند ، نیازی به نگهداری در رابطه با پمپ های خلاء مکانیکی ندارند. آنها به منبع انرژی الکتریکی احتیاج ندارند زیرا با ضربه زدن به سیستم هوای فشرده موجود ، خلاء ایجاد می کنند. با این وجود ، در صورت جابجایی مجدد در دستگاه ، ظرفیت سیستم پنوماتیک موجود ممکن است افزایش یابد. تولید گرما ، که اغلب عامل محدود کننده پمپ های خلاء مکانیکی است ، مورد توجه ژنراتورهای خلاء نیست.
پمپهای مکانیکی اغلب برای تأمین خلاء دستگاه به صورت مداوم مشخص می شوند. اما بسیاری از این ماشین ها در واقع در بسیاری از نقاط مختلف از خلاء فقط بطور متناوب استفاده می کنند. در مواردی از این دست ، ژنراتورهای خلاء می توانند با تهیه خلاء به طور متناوب در هر منبع به جای مداوم برای کل دستگاه ، جایگزین عملی ارائه دهند.
فشار اتمسفر حداکثر نیروی خلا را که می توان به دست آورد تعیین می کند. و فشار اتمسفر استاندارد در سطح دریا ۲۹/۹۲ گرم است .- جیوه. اما در مکان هایی با مایل بالاتر از سطح دریا چه اتفاقی می افتد؟ حداکثر خلاء قابل دستیابی در مکانهای بالاتر از سطح دریا کمتر از ۲۹٫۹۲ گرم در جیوه است. نیرو با فشار جوی محدود خواهد شد. پمپ های خلاء بر اساس شرایط سطح دریا دارای حداکثر رتبه بندی خلاء هستند و برای بهره برداری در ارتفاعات بالاتر باید دوباره رتبه بندی شوند.
ابتدا فشار اتمسفر محلی را تعیین کنید. یک قانون اساسی این است که برای هر ۱۰۰۰ فوت از ارتفاع بالاتر از سطح دریا ، فشار اتمسفر ۱ in.- Hg کاهش می یابد. با استفاده از ارقام دور تا دور ، برای شهری در ارتفاع ۵۰۰۰ فوت ، فشار جوی در حدود ۲۵ اینچ است .- جیوه.
برای تنظیم امتیاز پمپ ، از آن امتیاز به عنوان درصد فشار جوی در سطح دریا فکر کنید. اگر یک پمپ برای ۲۵ گرم در جیوه اندازه گیری شود ، می تواند ۸۳٫۴٪ خلاء کامل سطح دریا را بدست آورد. در ارتفاع ۵۰۰۰ فوت ، همان پمپ می تواند ۸۳٫۴٪ از ۲۵ گرم در جیوه – یا خلاء ۲۰/۸۵ در گرم وزن داشته باشد.
نظرات کاربران