Units of pressure for your notes Pound-force - PowerPoint PPT Presentation

Units ¡of ¡pressure ¡for ¡your ¡notes ¡ Pound-­‑force ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Technical ¡atmosphere ¡ per ¡ Pascal ¡ Bar ¡ Atmosphere ¡ Torr ¡ (at) ¡ square ¡inch ¡ (Pa) ¡ (bar) ¡ (atm) ¡ (Torr) ¡ (psi) ¡ 1 ¡Pa ¡ ≡ ¡1 ¡N/m 2 ¡ 10 −5 ¡ 1.0197×10 −5 ¡ 9.8692×10 −6 ¡ 7.5006×10 −3 ¡ 145.04×10 −6 ¡ 1 ¡bar ¡ 10 5 ¡ ≡ ¡10 6 ¡dyn/cm 2 ¡ 1.0197 ¡ 0.98692 ¡ 750.06 ¡ 14.5037744 ¡ 1 ¡at ¡ 0.980665 ¡×10 5 ¡ 0.980665 ¡ ≡ ¡1 ¡kgf/cm 2 ¡ 0.96784 ¡ 735.56 ¡ 14.223 ¡ 1 ¡atm ¡ 1.01325 ¡×10 5 ¡ 1.01325 ¡ 1.0332 ¡ ≡ ¡1 ¡atm ¡ 760 ¡ 14.696 ¡ ≡ ¡1 ¡Torr; ¡ 1 ¡Torr ¡ 133.322 ¡ 1.3332×10 −3 ¡ 1.3595×10 −3 ¡ 1.3158×10 −3 ¡ 19.337×10 −3 ¡ ≈ ¡1 ¡mmHg ¡ 1 ¡psi ¡ 6.895×10 3 ¡ 68.948×10 −3 ¡ 70.307×10 −3 ¡ 68.046×10 −3 ¡ 51.715 ¡ ≡ ¡1 ¡lbf/in 2 ¡

Unit ¡conversion ¡

Vacuum ¡Regimes ¡ Regime ¡ Pressure ¡(Torr) ¡ Pressure ¡ Molecules/mL ¡ Mean ¡free ¡ (mBar) ¡ path ¡ Low ¡vacuum ¡ 25 ¡ 33 ¡ 10 18 ¡ 2 ¡um ¡ Medium ¡ 10 -­‑3 ¡ 1.33 ¡ 10 13 ¡ 10 ¡cm ¡ vacuum ¡ High ¡vacuum ¡ 10 -­‑9 ¡ 1.3 ¡x ¡10 -­‑6 ¡ 10 7 ¡ 100 ¡km ¡ Ultra ¡high ¡ 10 -­‑12 ¡ 1.3 ¡x ¡10 -­‑9 ¡ 10 4 ¡ 100,000 ¡km ¡ vacuum ¡(UHV) ¡ Interplanetary ¡ 10 -­‑15 ¡ 10 ¡ space ¡

Mean ¡free ¡path ¡is ¡a ¡func[on ¡of ¡pressure ¡

Viscous ¡versus ¡Molecular ¡Flow ¡

Different ¡processes ¡at ¡different ¡pressures… ¡

Rotary ¡vane ¡pumps ¡ Oil ¡Sealed ¡Rotary ¡ Pumps ¡Understanding ¡Gas ¡ Ballast ¡ www2.avs.org/chapters/nccavs/pdf/Gas_ Ballast _OilSealed Pumps .pdf ¡ ¡

Types ¡ • One ¡stage ¡or ¡two ¡stage ¡ • Belt ¡Drive ¡or ¡direct ¡drive ¡ Slower ¡400-­‑600 ¡ Faster ¡1500 ¡to ¡ ¡RPM ¡ 1725 ¡RPM ¡ Bigger, ¡Cheaper ¡ ¡ Smaller, ¡lighter ¡

Ballas[ng ¡ For ¡certain ¡molecules, ¡condensa[on ¡of ¡vapor ¡during ¡compression ¡ stage ¡can ¡be ¡a ¡problem. ¡ Ballas[ng ¡works ¡by ¡increasing ¡the ¡gas/vapor ¡ra[o ¡(air ¡is ¡mostly ¡gas) ¡ As ¡you ¡might ¡imagine ¡this ¡decreases ¡the ¡final ¡vacuum ¡

Pump ¡specs ¡ Displacement ¡ ¡ ¡ ¡ ¡50Hz ¡ 3.7 ¡m 3 h -­‑1 ¡/ ¡2.2 ¡e 3 min -­‑1 ¡ Spec ¡sheet ¡for ¡an ¡ ¡ ¡60Hz ¡ 4.5 ¡m 3 h -­‑1 ¡/ ¡2.6 ¡e 3 min -­‑1 ¡ Edwards ¡A65209903 ¡ Speed ¡(Pneurop ¡6602) ¡ ¡ ¡ RV ¡rotary ¡vane ¡pump ¡ ¡ ¡50Hz ¡ 3.3 ¡m 3 h -­‑1 ¡/ ¡2 ¡e 3 min -­‑1 ¡ ¡ ¡ ¡60Hz ¡ 3.9 ¡m 3 h -­‑1 ¡/ ¡2.3 ¡e 3 min -­‑1 ¡ $3171 ¡ UlAmate ¡pressure ¡(high ¡vac ¡mode) ¡ 2.0 ¡x ¡10 -­‑3 ¡mbar ¡/ ¡1.5 ¡x ¡10 -­‑3 ¡Torr ¡ Ul[mate ¡pressure ¡GB ¡I ¡(high ¡vac ¡mode) ¡ 3.0 ¡x ¡10 -­‑2 ¡mbar ¡/ ¡2.3 ¡x ¡10 -­‑2 ¡Torr ¡ Ul[mate ¡pressure ¡GB ¡II ¡(High ¡throughput ¡mode) ¡ 1.2 ¡x ¡10 -­‑1 ¡mbar ¡/ ¡9.1 ¡x ¡10 -­‑2 ¡ Torr ¡ Max ¡inlet ¡pressure ¡for ¡water ¡vapour ¡ 80 ¡mbar ¡/ ¡60 ¡Torr ¡ Max ¡water ¡vapour ¡pumping ¡rate ¡– ¡GB ¡I ¡ 60 ¡g/h ¡ Max ¡water ¡vapour ¡pumping ¡rate ¡– ¡GB ¡II ¡ 220 ¡g/h ¡ Max ¡allowed ¡outlet ¡pressure ¡ 1 ¡bar ¡gauge ¡/ ¡14 ¡psig ¡ Max ¡allowed ¡inlet ¡and ¡gas ¡ballast ¡pressure ¡ 0.5 ¡bar ¡gauge ¡/ ¡7 ¡psig ¡ Motor ¡power ¡50/60Hz ¡ 450 ¡/ ¡550W ¡ Nominal ¡rotaAon ¡speed ¡50/60Hz ¡ 1500 ¡/ ¡1800rpm ¡ Weight ¡(without ¡oil) ¡ 25 ¡kg ¡/ ¡55 ¡lb ¡ Oil ¡capacity ¡min/max ¡ 0.42/0.7 ¡litres ¡ Recommended ¡oil ¡ Ultragrade ¡19 ¡ Inlet ¡flange ¡ NW25 ¡ Exhaust ¡flange ¡ NW25 ¡ Noise ¡level ¡ ¡ 48 ¡dBA ¡@ ¡50 ¡Hz ¡ Opera[ng ¡temperature ¡range ¡ 12 ¡– ¡40 ¡°C ¡

Pumping ¡speed ¡/ ¡displacement ¡

Scroll ¡Pumps ¡ Edwards ¡XDS5 ¡ $5150 ¡

Diaphragm ¡Pumps ¡ Brandtech ¡MD4C ¡ Speed: ¡2.2 ¡cfm ¡ $6500 ¡ Ul[mate ¡vacuum: ¡1.5 ¡mbar ¡ Noise: ¡45 ¡dB ¡

Turbomolecular ¡(‘Turbo’) ¡pump ¡

Turbo ¡molecular ¡pump ¡TPH ¡050 ¡ Turbo ¡molecular ¡pump ¡TPH ¡ ¡240 ¡

Subset ¡of ¡specs ¡for ¡Edwards ¡EXT ¡556H ¡turbomolecular ¡pump ¡ Pumping ¡Speed ¡ ¡ ¡N 2 ¡ ISO63/63CF ¡(DN40NW)(ISO100) ¡ 61 ¡ls -­‑1 ¡(42 ¡ls -­‑1 ) ¡(66 ¡ls -­‑1 ) ¡ ¡ ¡He ¡ISO63/63CF ¡(DN40NW)(ISO100) ¡ 57 ¡ls -­‑1 ¡ ¡(49 ¡ls -­‑1 ) ¡(59 ¡ls -­‑1 ) ¡ ¡ ¡H 2 ¡ISO63/63CF ¡(DN40NW)(ISO100) ¡ 53 ¡ls -­‑1 ¡ ¡(48 ¡ls -­‑1 ) ¡(54 ¡ls -­‑1 ) ¡ Compression ¡ra[o ¡ ¡ ¡N 2 ¡ >1 ¡× ¡10 11 ¡ ¡ ¡He ¡ 1 ¡x ¡10 6 ¡ ¡ ¡H 2 ¡ 5 ¡x ¡10 4 ¡ UlAmate ¡Pressure ¡(mbar) ¡ With ¡RV ¡backing ¡pump ¡ISO/CF ¡ <5 ¡x ¡10 -­‑9 ¡/ ¡5 ¡x ¡10 -­‑10 ¡ With ¡diaphragm ¡backing ¡pump ¡ISO/CF ¡ <5 ¡x ¡10 -­‑8 ¡/ ¡5 ¡x ¡10 -­‑9 ¡ Outlet ¡flange ¡ DN16NW ¡ Recommended ¡backing ¡pump* ¡ RV5/XDS5 ¡ Vent ¡port ¡ 1/8 ¡inch ¡BSP ¡ Purge ¡port ¡ 1/8 ¡inch ¡BSP ¡ Max ¡con[nuous ¡inlet ¡pressure ¡(light ¡gas ¡ Water ¡cooling ¡(water ¡at ¡15 ¡°C, ¡ambient ¡ 2 ¡× ¡10 -­‑2 ¡mbar ¡ pumping) † ¡ temp ¡at ¡40 ¡°C) ¡ Forced ¡air ¡cooled, ¡35 ¡°C ¡ambient ¡ 1 ¡× ¡10 -­‑2 ¡mbar ¡ Pump ¡rotaAonal ¡speed ¡ Nominal ¡rotaAonal ¡speed ¡ 90000 ¡rpm ¡ Standby ¡rota[onal ¡speed ¡ Variable ¡from ¡49500 ¡to ¡90000 ¡rpm ¡ ¡ (63000 ¡rpm ¡default) ¡ Programmable ¡power ¡limit ¡sevngs ¡ Variable ¡from ¡50-­‑120W ¡(80W ¡default) ¡ Start ¡[me ¡to ¡90% ¡speed ¡ 110 ¡s ¡‡ ¡ Analogue ¡outputs ¡ Rota[onal ¡speed; ¡ Power ¡consump[on; ¡Pump ¡temp; ¡Controller ¡temp ¡ Cooling ¡method ? ¡ Forced ¡air ¡/ ¡water ¡ Ambient ¡air ¡temperature ¡for ¡forced ¡air ¡ 5 ¡-­‑ ¡35 ¡°C ¡ cooling ¡ Min ¡cooling ¡water ¡flow ¡rate ¡(water ¡15 ¡ 15 ¡l ¡h -­‑1 ¡ °C) ¡ Water ¡temp ¡range ¡ 10 ¡-­‑ ¡20 ¡°C ¡ Max ¡inlet ¡flange ¡temp ¡ 100 ¡°C ¡

Diffusion ¡pump ¡ ¡ Edwards ¡Diffstak ¡100 ¡ $1250 ¡

CryoPumps ¡

Ioniza[on ¡Pumps ¡ Ul[mate ¡vacuum: ¡<10 -­‑11 ¡ mbar ¡ Price: ¡unknown ¡