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

Units ¡of ¡pressure ¡for ¡your ¡notes ¡

¡ Pascal ¡ (Pa) ¡ ¡ Bar ¡ (bar) ¡ Technical ¡atmosphere ¡ (at) ¡ ¡ Atmosphere ¡ (atm) ¡ ¡ Torr ¡ (Torr) ¡ Pound-­‑force ¡ per ¡ square ¡inch ¡ (psi) ¡ 1 ¡Pa ¡ ≡ ¡1 ¡N/m2 ¡ 10−5 ¡ 1.0197×10−5 ¡ 9.8692×10−6 ¡ 7.5006×10−3 ¡ 145.04×10−6 ¡ 1 ¡bar ¡ 105 ¡ ≡ ¡106 ¡dyn/cm2 ¡ 1.0197 ¡ 0.98692 ¡ 750.06 ¡ 14.5037744 ¡ 1 ¡at ¡ 0.980665 ¡×105 ¡ 0.980665 ¡ ≡ ¡1 ¡kgf/cm2 ¡ 0.96784 ¡ 735.56 ¡ 14.223 ¡ 1 ¡atm ¡ 1.01325 ¡×105 ¡ 1.01325 ¡ 1.0332 ¡ ≡ ¡1 ¡atm ¡ 760 ¡ 14.696 ¡ 1 ¡Torr ¡ 133.322 ¡ 1.3332×10−3 ¡ 1.3595×10−3 ¡ 1.3158×10−3 ¡ ≡ ¡1 ¡Torr; ¡ ≈ ¡1 ¡mmHg ¡ 19.337×10−3 ¡ 1 ¡psi ¡ 6.895×103 ¡ 68.948×10−3 ¡ 70.307×10−3 ¡ 68.046×10−3 ¡ 51.715 ¡ ≡ ¡1 ¡lbf/in2 ¡

Unit ¡conversion ¡

Vacuum ¡Regimes ¡

Regime ¡ Pressure ¡(Torr) ¡ Pressure ¡ (mBar) ¡ Molecules/mL ¡ Mean ¡free ¡ path ¡ Low ¡vacuum ¡ 25 ¡ 33 ¡ 1018 ¡ 2 ¡um ¡ Medium ¡ vacuum ¡ 10-­‑3 ¡ 1.33 ¡ 1013 ¡ 10 ¡cm ¡ High ¡vacuum ¡ 10-­‑9 ¡ 1.3 ¡x ¡10-­‑6 ¡ 107 ¡ 100 ¡km ¡ Ultra ¡high ¡ vacuum ¡(UHV) ¡ 10-­‑12 ¡ 1.3 ¡x ¡10-­‑9 ¡ 104 ¡ 100,000 ¡km ¡ Interplanetary ¡ space ¡ 10-­‑15 ¡ 10 ¡

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_OilSealedPumps.pdf ¡ ¡

Types ¡

• One ¡stage ¡or ¡two ¡stage ¡
• Belt ¡Drive ¡or ¡direct ¡drive ¡

Slower ¡400-­‑600 ¡ ¡RPM ¡ Bigger, ¡Cheaper ¡ Faster ¡1500 ¡to ¡ 1725 ¡RPM ¡ ¡ Smaller, ¡lighter ¡

Ballas[ng ¡

Ballas[ng ¡works ¡by ¡increasing ¡the ¡gas/vapor ¡ra[o ¡(air ¡is ¡mostly ¡gas) ¡ As ¡you ¡might ¡imagine ¡this ¡decreases ¡the ¡final ¡vacuum ¡

For ¡certain ¡molecules, ¡condensa[on ¡of ¡vapor ¡during ¡compression ¡ stage ¡can ¡be ¡a ¡problem. ¡

Pump ¡specs ¡

Displacement ¡ ¡ ¡ ¡ ¡50Hz ¡ 3.7 ¡m3h-­‑1 ¡/ ¡2.2 ¡e3min-­‑1 ¡ ¡ ¡60Hz ¡ 4.5 ¡m3h-­‑1 ¡/ ¡2.6 ¡e3min-­‑1 ¡ Speed ¡(Pneurop ¡6602) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡50Hz ¡ 3.3 ¡m3h-­‑1 ¡/ ¡2 ¡e3min-­‑1 ¡ ¡ ¡60Hz ¡ 3.9 ¡m3h-­‑1 ¡/ ¡2.3 ¡e3min-­‑1 ¡ 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 ¡

Spec ¡sheet ¡for ¡an ¡ Edwards ¡A65209903 ¡ RV ¡rotary ¡vane ¡pump ¡ ¡ $3171 ¡

Pumping ¡speed ¡/ ¡displacement ¡

Scroll ¡Pumps ¡

Edwards ¡XDS5 ¡ $5150 ¡

Diaphragm ¡Pumps ¡

Brandtech ¡MD4C ¡ $6500 ¡

Speed: ¡2.2 ¡cfm ¡ Ul[mate ¡vacuum: ¡1.5 ¡mbar ¡ Noise: ¡45 ¡dB ¡

Turbomolecular ¡(‘Turbo’) ¡pump ¡

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

Pumping ¡Speed ¡ ¡ ¡N2 ¡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) ¡ ¡ ¡H2 ¡ISO63/63CF ¡(DN40NW)(ISO100) ¡ 53 ¡ls-­‑1 ¡ ¡(48 ¡ls-­‑1) ¡(54 ¡ls-­‑1) ¡ Compression ¡ra[o ¡ ¡ ¡N2 ¡ >1 ¡× ¡1011 ¡ ¡ ¡He ¡ 1 ¡x ¡106 ¡ ¡ ¡H2 ¡ 5 ¡x ¡104 ¡ 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 ¡ pumping)† ¡ Water ¡cooling ¡(water ¡at ¡15 ¡°C, ¡ambient ¡ temp ¡at ¡40 ¡°C) ¡ 2 ¡× ¡10-­‑2 ¡mbar ¡ 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 ¡ cooling ¡ 5 ¡-­‑ ¡35 ¡°C ¡ Min ¡cooling ¡water ¡flow ¡rate ¡(water ¡15 ¡ °C) ¡ 15 ¡l ¡h-­‑1 ¡ Water ¡temp ¡range ¡ 10 ¡-­‑ ¡20 ¡°C ¡ Max ¡inlet ¡flange ¡temp ¡ 100 ¡°C ¡

Subset ¡of ¡specs ¡for ¡Edwards ¡EXT ¡556H ¡turbomolecular ¡pump ¡

Diffusion ¡pump ¡ ¡

Edwards ¡Diffstak ¡100 ¡ $1250 ¡

CryoPumps ¡

Ioniza[on ¡Pumps ¡

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