Vacuum Engineering Suite | ابزار مهندسی خلأ

🧪 گاز و ثابت‌های مؤثر

انتخاب سریع گاز، جرم مولی، قطر مؤثر و γ

پریست گاز · برای کل صفحه

انتخاب گاز

جرم مولی M (گرم بر مول)

قطر مؤثر مولکول d (نانومتر)

γ = Cp/Cv

دما T (کلوین، پیش‌فرض)

در صورت خالی‌بودن T، M، d یا γ در کارت‌ها، از مقادیر این کارت استفاده می‌شود.

📏 مسیر آزاد میانگین λ

λ = kᵦT / (√۲ π d² P) + عدد کِنودسن برای طول مشخصه L

Kn رژیم جریان

T (K، اختیاری)

فشار P (پاسکال)

d (nm، اختیاری)

طول مشخصه L (cm، اختیاری)

اگر L را وارد کنی، عدد کِنودسن Kn = λ / L و رژیم جریان (لزج، گذار، مولکولی) هم نمایش داده می‌شود.

🚀 سرعت‌های مولکولی vₚ ، v̄ ، vᵣₘₛ

روابط ماکسول–بولتزمن برای سرعت‌های مشخصه گاز ایده‌آل

پایه نظریه جنبشی

T (K، اختیاری)

M (g/mol، اختیاری)

واحد خروجی سرعت

▶ روابط مورد استفاده

vₚ = √(2RT/M) · v̄ = √(8RT/(πM)) · vᵣₘₛ = √(3RT/M)، با R = 8.314 J/mol·K و M بر حسب kg/mol

📡 چگالی عددی n و شار J

n = P/(kᵦT)، شار مولکولی به دیواره J ≈ ¼ n v̄

n J

فشار P (پاسکال)

T (K، اختیاری)

J بر حسب مولکول بر متر مربع بر ثانیه نمایش داده می‌شود؛ برای جریان مولکولی در خلأ بالا مفید است.

🕳️ هدایت اوریفیس (جریان مولکولی)

تقریب کلاسیک C ≈ 11.6·A برای هوا در ۲۰°C، با تصحیح دما و جرم مولی

Molecular flow

قطر اوریفیس D (cm)

T (K، اختیاری)

M (g/mol، اختیاری)

واحد هدایت

▶ یادداشت مهندسی

برای هوا در ۲۰°C و جریان کاملاً مولکولی، C[L/s] ≈ 11.6·A[cm²]. در این ماشین‌حساب، A = π(D/2)² و با ضریب √(T/293)·√(M_air/M) اصلاح می‌شود.

🧯 هدایت لوله استوانه‌ای (مولکولی)

C ≈ 12.1·D³/L برای هوا در ۲۰°C (D، L بر حسب cm) با تصحیح دما و گاز

Molecular flow

قطر داخلی D (cm)

طول لوله L (cm)

T (K، اختیاری)

M (g/mol، اختیاری)

واحد هدایت

📉 پمپ‌داون تک‌مرحله‌ای کاواک

مدل ساده P(t) با S ثابت، حجم V و نشتی/گاززدایی معادل Q

τ = V/S

حجم سیستم V (لیتر)

سرعت پمپ S (L/s)

فشار اولیه P₀ (mbar)

نشتی/گاززدایی Q (mbar·L/s)

حالت محاسبه

محاسبه P(t) با زمان t

محاسبه t برای P هدف

زمان t (ثانیه)

نمودار تا tₘₐₓ (s، اختیاری)

مدل: P(t) = P∞ + (P₀ - P∞)·exp(-t/τ) با τ = V/S و P∞ = Q/S. این یک تقریب تک‌مرحله‌ای است و تأخیرها، محدودیت هدایت و چند پمپ را در نظر نمی‌گیرد.

💧 نشتی ثابت و فشار پایدار

تخمین فشار پایدار P∞ با Q و S و تبدیل واحدهای نرخ نشتی

Q / S

نشتی Q (mbar·L/s)

سرعت پمپ S (L/s)

حجم سیستم V (لیتر، اختیاری)

فشار پس‌زمینه (mbar، اختیاری)

🧮 تبدیل واحد نرخ نشتی

mbar·L/s ↔ Pa·m³/s ↔ مولکول بر ثانیه (در دمای مشخص)

Unit converter

Q (mbar·L/s)

T (K، برای مولکول/ثانیه)

📐 تبدیل فشار

تبدیل بین Pa، mbar، Torr، atm و µTorr

Pressure units

فشار ورودی

واحد ورودی

📚 ثابت‌های مفید

R، kᵦ، عدد آووگادرو و چند تقریب مهندسی پرکاربرد

Reference

این‌ها برای یادآوری سریع کنار محاسبات مهندسی آورده شده‌اند؛ منبع اصلی همیشه کتاب و دیتاشیت است.