کرایوپمپ (cryopump) یا پمپ برودتی (cryogenic pump) نوعی پمپ خلاء (vacuum pump) است که با میعان گازها و بخارات روی یک سطح سرد، آنها را به دام میاندازد. پمپهای برودتی تنها برای برخی از گازها موثر هستند و اثربخشی آنها بستگی به نقطههای انجماد و جوش گاز نسبت به دمای کرایوپمپ دارد. کرایوپمپها گاهی برای حذف آلایندههای خاصی به کار میروند؛ برای مثال در جلوی یکپمپ دیفیوژن (diffusion pump) برای به دام انداختن روغن بازگشتی و یا در مقابل گیچ مک لئود (McLeod gauge) برای خارج نگه داشتن آب مورد استفاده قرار میگیرند.
در این وظیفه به آنها تله برودتی (cryotrap) پمپ آب (waterpump)، یا تله سرد (cold trap) گفته میشود؛ هرچند که مکانیزم فیزیکی آن همانند پمپ برودتی است.
همچنین حبس برودتی (cryotrapping) میتواند یک اثر تا حدودی متفاوت باشد که در آن زمان اقامت مولکول بر روی یک سطح سرد افزایش مییابد، بدون این که انجماد واقعی رخ دهد (فوق سرد کردن) . یک تاخیر بین برخورد مولکول به سطح و بازگشت از آن وجود دارد. با کاهش سرعت مولکولها، انرژی جنبشی از دست خواهد رفت.
به عنوان مثال، هیدروژن در 8 کلوین کندانس نمیشود، اما میتواند حبس برودتی شود. این به طور موثری مولکولها را برای مدت طولانی به دام میاندازد و در نتیجه همانند پمپاژ برودتی آنها را از محیط خلاء حذف میکند.
کارکرد پمپ برودتی
کرایوپمپها معمولا توسط هلیوم فشرده سرد میشوند، هر چند ممکن است از یخ خشک یا نیتروژن مایع استفاده کنند و یا ورژنهای مستقل آن ممکن است دارای کولر برودتی (cryocooler) داخلی باشند.
http://www.www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=258167&d=1464339343
اغلب پرههایی به صفحه سرد متصل میشوند تا سطح در دسترس برای میعان را افزایش دهند، اما این همچنین جذب تابشی حرارت کرایوپمپ را نیز افزایش میدهد.
با گذشت زمان، در نهایت سطح با میعانات اشباع و در نتیجه سرعت پمپاژ به تدریج به صفر افت میکند. این سطوح تا زمانی که سرد بمانند گازهای گیر افتاده را در خود نگه میدارند اما گازهای تازه ناشی از نشتی و یا بازگشت جریان، کندانس نمیشوند تا این که بر روی سطح سرد بازسازی (regenerated) انجام شود.
در خلاءهای پایین اشباع به سرعت اتفاق میافتد و بنابراین کرایوپمپها معمولا فقط در سیستمهای خلاء بالا و یا فوق العاده بالا استفاده میشوند.
http://www.www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=258168&d=1464339381
کرایوپمپ یک پمپاژ پاک از تمام گازها در محدوده [SUP]3-[/SUP]10 تا [SUP]9-[/SUP]10 تور را فراهم میکند. کرایوپمپ بر اساس این اصل عمل میکند که گازها را میتوان کندانس کرد و در فشار بخار بسیار کم نگه داشت. سر سرد شامل سیلندر دو مرحلهای (بخشی از مخزن خلاء) و یک مجموعه یونیت محرک میباشد.
معمولا این دو در کنار هم یک تبرید سیکل بسته را در محدوده دمایی حدود 60 تا 80 کلوین برای ایستگاه سرد مرحله اول تا 10 تا 20 کلوین برای ایستگاه سرد مرحله دوم تشکیل میدهند.
http://www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=258169&d=1464369844
در این وظیفه به آنها تله برودتی (cryotrap) پمپ آب (waterpump)، یا تله سرد (cold trap) گفته میشود؛ هرچند که مکانیزم فیزیکی آن همانند پمپ برودتی است.
همچنین حبس برودتی (cryotrapping) میتواند یک اثر تا حدودی متفاوت باشد که در آن زمان اقامت مولکول بر روی یک سطح سرد افزایش مییابد، بدون این که انجماد واقعی رخ دهد (فوق سرد کردن) . یک تاخیر بین برخورد مولکول به سطح و بازگشت از آن وجود دارد. با کاهش سرعت مولکولها، انرژی جنبشی از دست خواهد رفت.
به عنوان مثال، هیدروژن در 8 کلوین کندانس نمیشود، اما میتواند حبس برودتی شود. این به طور موثری مولکولها را برای مدت طولانی به دام میاندازد و در نتیجه همانند پمپاژ برودتی آنها را از محیط خلاء حذف میکند.
کارکرد پمپ برودتی
کرایوپمپها معمولا توسط هلیوم فشرده سرد میشوند، هر چند ممکن است از یخ خشک یا نیتروژن مایع استفاده کنند و یا ورژنهای مستقل آن ممکن است دارای کولر برودتی (cryocooler) داخلی باشند.
http://www.www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=258167&d=1464339343
اغلب پرههایی به صفحه سرد متصل میشوند تا سطح در دسترس برای میعان را افزایش دهند، اما این همچنین جذب تابشی حرارت کرایوپمپ را نیز افزایش میدهد.
با گذشت زمان، در نهایت سطح با میعانات اشباع و در نتیجه سرعت پمپاژ به تدریج به صفر افت میکند. این سطوح تا زمانی که سرد بمانند گازهای گیر افتاده را در خود نگه میدارند اما گازهای تازه ناشی از نشتی و یا بازگشت جریان، کندانس نمیشوند تا این که بر روی سطح سرد بازسازی (regenerated) انجام شود.
در خلاءهای پایین اشباع به سرعت اتفاق میافتد و بنابراین کرایوپمپها معمولا فقط در سیستمهای خلاء بالا و یا فوق العاده بالا استفاده میشوند.
http://www.www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=258168&d=1464339381
معمولا این دو در کنار هم یک تبرید سیکل بسته را در محدوده دمایی حدود 60 تا 80 کلوین برای ایستگاه سرد مرحله اول تا 10 تا 20 کلوین برای ایستگاه سرد مرحله دوم تشکیل میدهند.
http://www.www.iran-eng.ir/attachment.php?attachmentid=258169&d=1464369844
پیوست ها
آخرین ویرایش: