Longueur de capillaire

[invitef7eca438]

Bonjour,
je cherche a déterminer par le calcul la longueur de capillaire necessaire pour assurer un desaccord de pression.

Le probleme est le suivant. De l argon (gaz) circule dans ma conduite avec un debit de 60 ml.min-1 a la pression de 1 bar. Ma conduite a un diametre interne de 5 mm. Sur cette conduite je veux realiser un piquage en connectant un capillaire de diametre interne 1 mm qui est lui meme branché sur l'enceinte d'un spectrometre de masse (pression 10-7 mbar). Comment est ce que je peux calculer la longueur de ce capillaire qui finalement doit assurer un desaccord de pression entre 1 bar et 10-7 mbar.
Merci de votre aide
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Je ne comprends pas le but de votre manip. Si vous faites passer 1 ml/sec de 1 bar à 10^-10 bar, ce sera 10⁷ litres/sec d'argon à pomper. Vous n'avez pas de pompes avec cette capacité. Vous ne pourrez pas maintenir les 10^-10 bar.
Que voulez-vous faire exactement?
Au revoir.

[invitef7eca438]

Le but de l experience est de prelever une partie du gaz sur la conduite principale pour analyser sa composition avec un spectrometre de masse qui fonctionne sous pression reduite. Il faut donc realiser un desaccord de pression entre la conduite principale et le spectro, desaccord realisé avec un capillaire de faible section. Ce montage existe deja mais je cherche a comprendre le principe (perte de charge? ) et a calculer la longueur de capillaire optimum pour ce desaccord de pression.
Merci pour votre aide!!

[invite6dffde4c]

Re.
Bon, c'est plus clair.
Vous êtes en train de réfléchir avec des pression de 10^-10 bar comme avec des pressions habituelles. Ça ne marche par du tout come ça. À ces pressions vous êtes en "régime moléculaire", c'est à dire à des pressions où les molécules ce se rencontrent pratiquement jamais parce que leur parcours libre moyen est plus grand que les dimensions de l'enceinte. À 10^-10 bar, le libre parcours moyen est de l'ordre du km. Les molécules vont de paroi en paroi

Oui. Ça marche avec des pertes de charge, mais avec des mécanismes qui n'ont rien à voir avec l'eau dans un tuyau et qui sont complément anti-intuitifs. Vous pouvez vous retrouver avec des rapports de "pression" de 10 ou 100 aux extrémités d'un tuyau de 10 cm de diamètre et 20 cm de long.

Téléchargez ce document (c'est un chapitre d'une thèse). Vous trouverez, vers la page 56 le calcul de débit en régime moléculaire.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef7eca438]

Merci bien pour vos indications et conseils. Le chapitre de these est tres instructif.
Avec un capillaire de 0.78mm et une longueur de de 1m je trouve un debit de pompage de 0,0433 Torr.L.s-1 en regime moleculaire
J ai cependant trois commentaires:
- le plus simple: C en Torr.L.s-1 : ca veut dire que pour une seconde et 1L de gaz pompé, la pression va varier de 0,0433 Torr??? Si oui je peut comme ca calculer le temps de pompage si je connais le volume de gaz a pomper? Bon au final ce n est pas mon but sinon j aurai choisit un gros diametre...
- contrairement a l exemple cité dans la these, je ne souhaite pas atteindre un vide secondaire dans ma section de pompage. Je souhaite etablir un "equilibre" entre une canalisation a Patm et une enceinte sous vide, reliée en gros par une fuite qui est mon capillaire.
Le long de mon capillaire, je demarre donc en regime visqueux (1bar), passe par le regime transitoire (pression intermediaire) et termine par le regime moleculaire (10-10 bar). Le regime n est donc pas constant et ca me pose probleme dans mon calcul. Comment le prendre en compte?
- Finalement pour relier ma canalisation et mon enceinte sous vide je comprends d apres la formule de la conductance (C=12*D³/L) que je peux jouer sur la longueur de mon capillaire (l augmenter) ou le diametre (avec un trou de section calibré) ou encore les Deux... ce qui est tres interessant dans la pratique!

Bon il me semble qu avec ce diamtre de capillaire et une longueur d 1m je devrais avoir une "fuite" convenable... y a plus qu a brancher et faire les tests, je vous tiendrai au courant.
A+

[invite6dffde4c]

Re.
"torr.litres" est une unité utilisé pour les pompes. C'est une quantité de gaz (un nombre de moles) par seconde.
"0,0433 Torr.L.s-1", veut dire qu'à 1 torr vous pompez 0,0433 litres et qu'à 0,01 torr, vous pompez 100 fois plus (en volume): 4,33 litres. Mais c'est la même masse de gaz.

Vous ne pouvez pas faire le calcul d'un seul tenant. Il faut que vous fassiez le calcul pour passer au régime intermédiaire, puis celui du régime intermédiaire pour passer au régime moléculaire et finalement le calcul de la section en régime moléculaire.

Franchement, au "pif", avec 1 m de capillaire de 0,78 mm, vous écroulez votre vide. Ce n'est plus une fuite mais un trou. Mais c'est du "pif" et cela fait très longtemps que je ne travaille pas avec du vide.
A+

[invitef7eca438]

Re bonjour et merci pour vos reponses!

En effet le pif est precis... Meme si C(long cap)>>C(diam de cap), les pertes de charge ne sont pas assez importantes si on ne compte que sur la longueur de capillaire diam 0.078mm. D apres les calculs il faudrait un capillaire de 10 km () pour atteindre la meme conductance obtenue si le capillaire avait un diam de qqs microns!
En parcourant le web j ai pu trouver plus d infos utiles et complementaires a vos conseils. Pour ceux qui seraient interessé,voici les liens:
http://www.vide.org/pages.php?idx=95...s%20Techniques
http://www.vide.org/pagestechniques/
ainsi qu un fichier pdf attaché "tech du Vide.pdf"

La solution a été de placer une vanne a aiguille permettant de creer un 'trou' donc une fuite de maniere controllée. Nous sommes en train de la calibrer.

Bonne continuation

[invite6dffde4c]

Bonjour.

Le but de l experience est de prelever une partie du gaz sur la conduite principale pour analyser sa composition avec un spectrometre de masse qui fonctionne sous pression reduite. Il faut donc realiser un desaccord de pression entre la conduite principale et le spectro, desaccord realisé avec un capillaire de faible section. Ce montage existe deja mais je cherche a comprendre le principe (perte de charge? ) et a calculer la longueur de capillaire optimum pour ce desaccord de pression.

Vous aviez dit à l'époque que l'appareil et la fuite étaient déjà faits et qu'ils fonctionnaient et que ce que vous vouliez c'était uniquement comprendre.

La solution a été de placer une vanne a aiguille permettant de creer un 'trou' donc une fuite de maniere controllée. Nous sommes en train de la calibrer.

Évidement qu'une des solutions est une vanne à aiguille. Mais il y a mieux: une vanne saphir.
Vous faites vraiment perdre du temps pour rien.
Au revoir.

[invite8241b23e]

Salut !

ainsi qu un fichier pdf attaché "tech du Vide.pdf"

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