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Cryopompage cryorefrigerateurs lille 2010 pdf

CRYOPOMPAGE CRYOREFRIGERATEURS A Ravex Consultant alain ravex absolut-system com Page CSOMMAIRE ? Cryopompage Besoins applications Principes condensation et adsorption Débit vitesse de pompage Structures des cryopompes Exemples de cryopompes ? Cryoréfrigérateurs Besoins applications Cycles thermodynamiques Machines de type Gi ?ord Mac Mahon et Tube Pulsé Machines Stirling Page CCRYOPOMPAGE Page CCRYOPOMPAGE Quels besoins quelles applications ? Pompage propre ? éliminer le risque de pollution du fait d ? une pression partielle résiduelle d ? hydrocarbures lubri ?ants notamment pour les applications à l ? électronique et au spatial ? Obtention de vitesses de pompage élevées notamment pour le spatial chambres de simulation bancs tests moteurs à propulsion ionique et process semi-conducteur ? Pompage avec con ?nement et possibilité de régénération de gaz toxiques notamment pour la fusion nucléaire Page CCRYOPOMPAGE Principe ? Production du vide par condensation et ou adsorption des molécules du gaz à pomper sur des surfaces refroidies à très basses températures ? Permet d ? obtenir des vides poussés - Pa propres et avec de grands débits volumiques m s ? Températures typiques de fonctionnement liquide bouillant à pression atmosphérique Azote K Hydrogène K et Hélium K ou températures intermédiaires au moyen de cryoréfrigérateurs Page CCRYOPOMPAGE Condensation ? Vide limite déterminé par la tension de vapeur du gaz considéré à la température Ts de la cryosurface sur laquelle il se condense Ts K Ts K Ts K H O - mbar N - mbar - mbar mbar H - mbar mbar état gazeux He mbar état gazeux Page CCRYOPOMPAGE Condensation ? En ultravide P - Pa l ? hydrogène et l ? hélium ne peuvent être pompés par condensation et nécessitent la cryosorption Courbes de tensions de vapeur saturante Page CCRYOPOMPAGE Condensation ? La condensation s ? e ?ectuant a une température généralement inférieure au point triple le gaz s ? accumule sous forme de givre ? En pratique on choisit une température de condensation donnant une tension de vapeur inférieure de deux ordres de grandeur à la pression limite désirée ? Pour les cryopompes fonctionnant en continu à des pressions inferieurs à - Pa pendant moins d ? une semaine l ? épaisseur du dépôt est très faible Pour les pressions plus élevées procédés de dépôt par exemple c ? est la température de surface du dépôt qui va déterminer la tension de vapeur Le gradient thermique dans le dépôt est alors un facteur déterminant du temps d ? utilisation de la cryopompe avant régénération Page CCRYOPOMPAGE Adsorption ? Le phénomène d ? adsorption résulte des interactions gaz surface de type physisorption ou chimisorption ? La quantité de gaz ?xée sur la surface peut aller d ? une fraction à plusieurs monocouches de gaz suivant la nature du couple gaz surface la température de la surface et la pression du gaz ? Pour pomper des quantités importantes on doit utiliser des matériaux ayant de grandes surfaces spéci ?ques charbon actif à m g ou tamis moléculaires à m g Les capacités à saturation peuvent atteindre à