Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 41. 10 okt. 1936 - En ny konstruktionsprincip för gaspumpar, av Charles Askenasy
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Tidskrift
och i fallet |w| < |tf|
Det bör observeras att formlerna (2) endast
uttrycka medelhastigheten hos de molekyler som utövat
stötverkan på väggen. I vilken grad
hastighetstillskottet skall bliva verksamt, avhänger givetvis även
av huru ofta en enstaka molekyl kommer att utöva
stöt mot väggen, vilket är beroende på de geomet-
T
Fig. 2.
riska förhållandena liksom av utbredningshastigheten
hos den vid den oscillerande väggen frambragta
stöt-vågen.1
Särskild uppmärksamhet tillkommer de fall vid
vilka dessa gasrörelser överlagra varandra, t e.
genom reflexion mot en lämplig vägg.
Oscillations-ytan och gasen äro att anse som ett kopplat system
av ordnade och oordnade molekylrörelser. De vid
kopplade system uppträdande fenomenen kunna
till-lämpas på föreliggande fall.
Tryckverkan av gasen, som befinner sig framför
oscillationsytan, åtföljes av temperaturvariationer,
resp. av temperatur- och koncentrationsvariationer,
när det rör sig om gasblandningar. Detta är ett känt
faktum, ty termodynamikens andra huvudsats lär, att
i sådana fall, och endast i dessa, då oordnade
molekylrörelser undergå ett ordnande, kunna tryck-,
temperatur- och koncentrationsfall av sig själva uppstå.
Med ordnande menas härvid ändringar i hastighetens
storlek eller fördelning, i fördelningen av
molekylslagen, ävensom uppkomst av en viss preferentiell
rörelseriktning hos molekylerna, vilka i allmänhet
röra sig i oordnade banor med hastigheter, som
bestämmas av den Maxwellska
hastighets-fördelningslagen. I enlighet med Boltzmann-Maxwell är sålunda
värmeenergien ojämnt fördelad på alla av varandra
oberoende tillståndsparametrar. På samma sätt som
den Brownska rörelsen utgör ett "perpetuum mobile
av andra graden", vilket som bekant står i motsats
till termodynamikens andra huvudsats, så kan man
"preparera" en gas på sådant sätt, genom tillförande
l Vid en frekvens av 106 utgör tryckvågens
utbrednings-sträcka i luft under en halv period ca 0,02 mm.
av högfrekvent mekanisk energi, att förlopp bliva
möjliga i denna gas, vilka stå i strid med
termodynamikens andra huvudsats. Maxwell har första gången
påvisat hurusom termodynamikens andra huvudsats,
genom ett ingripande i den molekylärdimensionella
världen (den mikroskopiska världen), skulle kunna
bringas att förlora sin giltighet.
En konstruktion, som möjligen kan lämpa sig för
praktiskt utförande visas schematiskt i fig. 2.
Kristallen K har här formen av en cylinder med en på
denna vilande kon. Denna kristall svarar mot huset
G på sådant sätt, att en smal springa bildas mellan
desamma (vid framställningen kan man t. e. slipa in
hylsan med hjälp av kristallen för att erhålla ett
likformigt spelrum d). Huset G är påskruvat på
bottenstycket B och försett med de bägge.stutsarna Vt ocli
V2. B uppbär en isolerande platta Jt och denna i
sin tur metallplattan (foliet) M, på vilken kristallen
är fastkittad. Från M leder en isolerad ledning till
skruven Sx, under det att den andra kontakten S2 är
direkt anbragt på pumphuset G. S1 och S2 förbindas
med någon lämplig högfrekvenskälla för att bringa
kristallen att oscillera. B är en tätningsring. Genom
att vrida G i förhållande till B kan bredden på
spalten d justeras.
När kristallen oscillerar, erhålla gasmolekylerna i
spalten d genom stötarna mot kristallytan en
hastighetsökning i oscillationsriktningen i enlighet med det
ovan sagda. Denna hastighetsökning har emellertid
en komposant riktad mot könens spets och det
inträder sålunda en strömning från V2 till Fx.
Anordningen verkar sålunda såsom en pump. Spaltens
ibredd avgör om anordningen kan användas såsom
vanlig, såsom högvakuumpump (med förvakuum)
eller såsom tryckpump.
Det vid oscillationsytan uppträdande trycket är
oberoende av det yttre rummet och avhänger endast
av gasen själv, ävensom av formen, hastigheten och
frekvensen hos oscillationsytan. De tryck, som
erhållas vid den i fig. 2 visade konstruktionen, bero av
spaltbredden d, dess längd och ytbeskaffenhet,
kristallens frekvens och oscillationshastighet, ävensom
av gasmolekylens massa och hastighet, men är i stor
utsträckning oberoende av antalet molekyler i gasen.
Man kan sålunda erhålla stora tryck, som endast
begränsas av pumpens hållfasthetsegenskaper och
noggrannheten vid konstruktionens utförande. Genom
molekylernas upprepade stötar mot
svängningskroppen erhålla dessa ett så stort hastighetstillskott, att
endast få gasmolekyler nå från V1 till F2, dvs.
sannolikheten för molekylrörelser i riktning från F„ till
F1 mångfaldigas, under det att den för riktningen Fs
till V2 avsevärt nedsattes.
Om man antager att den i fig. 2 visade pumpen är
förbunden vid Vt och V„ med var sin slutna
gasvolym, så kommer förutom tryckdifferensen, även
en temperaturdifferens att uppträda när pumpen
arbetar. I gasblandningar sker därjämte en separering
av beståndsdelarna i gasen, på grund av den olika
storleken hos de respektive molekylslagens
molekylära massor.
De på denna princip grundade
pumpkonstruktionerna arbeta med god tätning, utan slitning och utan
nämnvärd skakning. De inskränka sig icke till
användande av piezoelektriska kristaller, ty det är
givetvis även möjligt, att bringa andra kristaller och
480
26 sept. 1936
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
