1. Chân không là gì?
Khái niệm về chân không
Chân không là khoảng không gian trong đó không có vật chất hoặc áp suất thấp đến mức bất kỳ hạt nào trong không gian. Và chúng không ảnh hưởng đến bất kỳ quá trình nào đang được thực hiện trên đó. Đây là điều kiện thấp hơn nhiều so với áp suất khí quyển bình thường và được đo bằng đơn vị áp suất (pascal). Môi trường chân không có thể được tạo ra bằng cách hút không khí ra khỏi không gian bằng cách sử dụng bơm chân không.
Môi trường chân không
Để tạo ra môi trường chân không, bạn cần phải hút toàn bộ lượng không khí và vật chất trong không gian đó. Ví dụ, bạn muốn tạo hộp chân không thì cần phải hút toàn bộ lượng khí trong hộp đó. Ngoài ra, bạn có thể thấy thực phẩm được hút chân không trong tạp hóa, siêu thị…
Môi trường chân không được tạo ra cho nhiều mục đích khác nhau. Các ứng dụng điển hình cho môi trường chân không là nghiên cứu, thí nghiệm vật lý… Ngoài ra, các nơi sản xuất nhựa hay sấy thường tạo môi trường chân không để khử bọt khí và loại bỏ hơi nước.
Đo lường chân không
Chất lượng của chân không được biểu thị bằng lượng vật chất còn lại trong hệ thống. Do đó chân không chất lượng cao là chân không có rất ít vật chất còn lại trong hệ thống. Chân không chủ yếu được đo bằng áp suất tuyệt đối của nó. Một trong những thông số quan trọng nhất là đường đi tự do trung bình (MFP) của khí dư. Cho biết khoảng cách trung bình mà các phân tử sẽ di chuyển giữa các va chạm với nhau.
Trạng thái chân không này được gọi là chân không cao. Việc nghiên cứu các dòng chất lỏng trong chế độ này được gọi là động lực học khí hạt. MFP của không khí ở áp suất khí quyển rất ngắn, 70 nm , nhưng ở 100 mPa (≈10 −3 Torr ) MFP của không khí ở nhiệt độ phòng là khoảng 100 mm, theo thứ tự của các vật thể hàng ngày như ống chân không . Máy đo bức xạ Crookes quay khi MFP lớn hơn kích thước của cánh gạt.
Phạm vi áp suất chân không
Chất lượng chân không được chia thành các phạm vi tùy theo công nghệ cần thiết để đạt được nó hoặc đo lường nó. Các phạm vi này được xác định trong ISO 3529-1: 2019 . Bảng dưới đây thể hiện (100 Pa tương ứng với 0,75 Torr; Torr là đơn vị không thuộc SI)
Bảng phạm vi áp suất chân không
| Phạm vi áp | Định nghĩa | Các trường hợp điển hình |
|---|---|---|
| Áp suất khí quyển trước (31 kPa đến 110 kPa) đến 100 Pa | chân không thấp (thô) | Áp suất có thể đạt được bằng vật liệu đơn giản (ví dụ thép thường) và bơm chân không dịch chuyển tích cực; chế độ dòng chảy nhớt cho khí |
| <100 Pa đến 0,1 Pa | chân không trung bình (tốt) | Áp suất có thể đạt được bằng vật liệu phức tạp (ví dụ như thép không gỉ) và bơm chân không dịch chuyển tích cực; chế độ dòng chuyển tiếp cho khí |
| <0,1 Pa đến1 × 10 −6 Pa | chân không cao (HV) | Áp suất có thể đạt được bằng vật liệu phức tạp (ví dụ như thép không gỉ), chất làm kín đàn hồi và máy bơm chân không cao; chế độ dòng phân tử cho khí |
| <1 × 10 −6 Pa tới1 × 10 −9 Pa | chân không siêu cao (UHV) | Áp suất có thể đạt được bằng các vật liệu phức tạp (ví dụ như thép không gỉ cacbon thấp), các chất hàn kín bằng kim loại, các chế phẩm và làm sạch bề mặt đặc biệt, các máy bơm chân không cao và nướng; chế độ dòng phân tử cho khí |
| dưới 1 × 10 −9 Pa | chân không cực cao (XHV) | Áp suất có thể đạt được bằng các vật liệu tinh vi (ví dụ như thép không gỉ carbon thấp, nhôm, đồng-berili, titan), kim loại, các chất làm kín bằng kim loại, các chế phẩm bề mặt đặc biệt và làm sạch, nướng bánh và các máy bơm bổ sung; chế độ dòng phân tử cho khí |
2. Lợi ích của môi trường chân không
Môi trường chân không có công dụng đa dạng trong cuộc sống ngày nay. Mọi người có thể thấy từ máy hút bụi một cách tự nhiên với các chất tẩy rửa mà họ quen thuộc. Tuy nhiên, có rất nhiều cách mà những chiếc máy bơm gắn liền với cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Ví dụ như, việc sử dụng các máy bơm này cho mục đích sản xuất hoặc chế tạo, ngành y tế và mục đích làm sạch. Các bộ phận của thiết bị hoặc máy móc dễ bị hao mòn. Một số bộ phận chân không cần được thay thế bất cứ khi nào chúng bị lỗi. Tất cả các bộ phận như vậy đều có sẵn trên thị trường.
Trong ngành công nghiệp
Các thiết bị hút như vậy tạo chân không dựa trên cơ chế chênh lệch áp suất. Có dòng vật chất từ áp suất cao đến áp suất thấp. Hiện tượng này trong thực tế được sử dụng để phục vụ nhiều mục đích. Chúng ta thấy những công dụng như lau nhà hút bụi bẩn qua máy hút bụi. Về mặt y học, những chiếc máy bơm như vậy được sử dụng để hút chất lỏng tích tụ trong cơ thể và cũng để chữa một số rối loạn chức năng. Về mặt công nghiệp, thiết bị này được sử dụng để chuyển vật liệu. Các bộ phận cơ bản của các thiết bị này là cổng vào hoặc cổng hút, động cơ, quạt, ống xả, túi thu hoặc ống xả.
Trong ngành công nghiệp, môi trường chân không được sử dụng rất nhiều để chuyển các vật liệu độc hại. Đối với các ứng dụng công nghiệp phức tạp hơn, môi trường chân không cao có độ chân không cao để chuyển vật liệu với số lượng lớn dễ dàng và nhanh chóng.
Vật lý trị liệu, y học
Về mặt trị liệu, những thiết bị như vậy được sử dụng nhiều để hút. Thông thường sau quá trình phẫu thuật, có sự tích tụ không mong muốn của chất lỏng trong cơ thể. Khi cần thiết phải loại bỏ chất lỏng, thiết bị được sử dụng để hút chất lỏng ra. Việc hút chất lỏng trong cơ thể có thể phải được thực hiện liên tục. Thông thường, việc hút dịch cơ thể hoạt động như một biện pháp cứu sống cần thiết trong quá trình điều trị y tế.
Ngoài ra còn nhiều ứng dụng khác của môi trường chân không, mời bạn tham khảo thêm: https://bomhutchankhongorion.com/ung-dung-cua-orion/
