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Messung von Leitwerten (TRANSFLOW)

 

Informationen: Dr. Stelios Varoutis, Stylianos.Varoutis at kit.edu, 0721 608-24891

 

Am KIT wird die Experimentieranlage TRANSFLOW (Transitional Flow Experimental Facility) betrieben, siehe Abbildung. Damit können in einem weiten Bereich der Knudsen-Zahl Leitwerte von beliebigen Vakuumkomponenten direkt experimentell bestimmt werden. Sie ergeben sich als Quotient aus einem vorgegebenen Gasdurchfluß und der gemessenen Druckdifferenz.

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Die Dosiereinheit besteht aus fünf Dosierleitungen, in denen Massenflussgeber mit einer maximalen Durchflussrate von 1, 10, 100, 1000 und 10000 sccm Stickstoffäquivalent installiert sind. Eindosiert wird in den Dosierdom, der die Temperaturhomogenität im Gas erhöhen soll. Der obere Teil des Dosierdoms entspricht einem PNEUROP-Dom. Der untere Teil des Dosierdoms lenkt den Gasstrom um 90° um und endet in einem quadratischen Flansch. Innendurchmesser des Dosierdoms und innere Abmessung des quadratischen Flanschs sind 600 mm.

 

Der Testkanal kann direkt am quadratischen Flansch des Dosierdoms befestigt werden. Für kleinere Kanäle sind Adapterflansche vorhanden.

 

Der Pumpdom besteht aus einem quadratischen Teil (600 x 600 mm) und einem rechtwinklig dazu angeordneten Zylinder mit Innendurchmesser 600 mm. An dem zylindrischen Teil sind zwei Turbomolekularpumpen mit einem maximalen Saugvermögen von je 2,6 m³/s für Stickstoff mittels zweier Regelschieber angeflanscht. Das Saugvermögen der Turbomolekularpumpen kann durch die zwei Schieber in 100 Schritten variiert werden. Als Vorpumpen dienen eine Rootspumpe mit maximal 1000 m³/h und eine Sperrschieberpumpe mit 200 m³/h Saugvermögen für Stickstoff oder eine Schraubenpumpe mit 250 m³/h.

 

Der Pumpdom inklusive aller Anbauten ist auf einer Doppelrahmenkonstruktion befestigt, die es erlaubt, den Pumpdom frei zu bewegen. Dadurch ist es möglich unterschiedlich lange Testkanäle (bis zu 2 m Länge) als auch abgewinkelte Testkanäle (bis zu 90°) zu installieren.

 

Dosier- und Pumpdom sowie Testkanal, Adapterflansche und Kompensatoren sind thermisch isoliert um ein höhere Temperaturstabilität während der Versuche zu erreichen. Beide Dome sowie der große Kompensator als auch die Adapterflansche sind mit Heizungen ausgestattet. Die Anlagentemperatur kann über eine Steuerung im Bereich zwischen 50 und 200°C frei gewählt werden. Ein weiterer Heizkreis ist für Testkanäle vorgesehen, wurde aber noch nicht realisiert.

 

Die Druckmessung ist mit je drei kapazitiven Druckaufnehmern und je einem Ionisationsvakuummeter an Dosier- und Pumpdom realisiert. Alle Drucksensoren sind durch ein DKD-Labor kalibriert worden.