VIDE TECHNIQUE DU

Dynamique des gaz aux basses pressions

Lors de la descente en vide d'une installation, le gaz est mis en mouvement dans un circuit de pompes, canalisations et vannes qui pourvoit aux utilisations prévues. L'idée élémentaire est de détendre le gaz dans un accroissement de volume, puis de l'isoler et de le comprimer, en général à la pression atmosphérique, pour pouvoir le refouler. C'est le rôle de la pompe. On la caractérise d'abord par une grandeur qui traduit la vitesse avec laquelle le volume supplémentaire est délivré. On emploie indifféremment le terme de débit-volume (q_v) ou vitesse de pompage (S) qui s'exprime en mètres cubes par heure ou en litres par seconde (1 m³h^{− 1} = 0,28 ls⁻¹). Cette grandeur dépend pour l'essentiel des caractéristiques mécaniques de la pompe, si celle-ci est de bonne qualité, et assez peu de la pression. Elle est indiquée dans les documentations des constructeurs. Sous la pression p_a, dn molécules traversent ainsi la bride d'admission de la pompe toutes les unités de temps dt, puis sont refoulées un peu plus tard à l'extérieur sous un volume évidemment plus petit. On peut appliquer la loi des gaz parfaits aux dn molécules. On a ainsi : p_aS = kTdn/dt = Q. Q est le flux gazeux, mesuré en hPa ( m³h⁻¹ ou hPa ( ls⁻¹. Si l'on utilise la masse moléculaire M du gaz, on obtient le débit massique q_m = QM/RT, où R est la constante des gaz parfaits (8,31 JK⁻¹ mol⁻¹). En l'absence de fuite et d'endroit capable de piéger les molécules, dn reste égal à lui-même ; et, si l'on admet de plus que la température ne varie pas, le flux est constant tout le long du circuit. On peut écrire : Q = p_iS_i = c^te. On dit que le flux est conservatif.

Appliquons cette condition à une section située dans une canalisation en amont de la pompe, où la pression p_e est toujours supérieure à la pression p_a en raison de l'éloignement dans le sens contraire de l'écoulement du gaz. Le flux permet d'expliciter les pressions : p_e = Q/S_e et p_a = Q/S. S_e est la vitesse de pompage effective. Le flux étant conservatif, on peut généraliser la notion à tout point du circuit. La perte de [...]

1  2  3  4  5 …
pour nos abonnés,
l’article se compose de 10 pages

Médias de l’article

Effets de la diminution de pression
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Domaines
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Pompe à palettes
Crédits : Encyclopædia Universalis France

diaporama

Pompe à becs
Crédits : Encyclopædia Universalis France

diaporama

Afficher les 5 médias de l'article