En vacío alto y ultraalto, la presión máxima lograda por un sistema de bomba turbomolecular está limitada por las condiciones en su admisión y escape. Aquí describimos el motivo.
Las cargas del proceso en un sistema de vacío se pueden resumir en el siguiente diagrama
En vacío alto, ultraalto y extremadamente alto, la carga de gas dominante proviene de la desgasificación, que, en general, es una suma de la desorción superficial, la difusión a granel de la pared de la cámara y la permeación de la atmósfera externa.
En estos rangos de vacío, existe un corolario para una "carga de proceso", por ejemplo, en aceleradores/colisionadores en que la "desorción estimulada" de la superficie a partir de impactos de electrones, fotones e iones puede ser una fuente importante de gas.
La presión total o máxima Ptot sobre una bomba turbomolecular es:
donde PTi es la presión parcial del gas i-ésimo; esto se determina mediante la presión parcial de la línea de retorno de las bombas turbomoleculares (PTbi) por medio de la relación de compresión (CRi) de la bomba turbomolecular para cada uno de los gases i-ésimos.
La desgasificación (y otras fuentes de gas) en la cámara del gas imo proporciona una PQi de carga adicional.
donde Qi es la carga de gas del gas i-ésimo y Si es la velocidad de la bomba turbomolecular del gas i-ésimo.
PQi y PTi dependen funcionalmente, ya que:
Si y CRi dependen tanto de la presión de admisión como de la presión y el flujo de retorno
donde So es la velocidad de flujo cero, y Kmax es la relación de compresión de flujo "cero". Por lo tanto, si se ignoran la desgasificación y otras cargas de gas, la presión final esperada es de
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