Leckrate Vakuum

Leckagerate

Der Leckrate (auch: Leckrate) ist ein Mass für die Grösse einer Leckage. Die Leckrate ist in der Vakuumtechnologie wie folgt definiert: Der Leckrate ist der Anteil des pV-Wertes eines Gasstromes, der während einer vorgegebenen Zeitdauer durch einen Linienquerschnitt fließt. Der pV-Wert ist das Ergebnis von Luftdruck und Rauminhalt einer gewissen Gasmenge bei der vorherrschenden Raumtemperatur.

In der Regel gelten folgende Bedingungen: Gassorte Heißgas, Druckunterschied 1013 Stunden, 20 °C. Q oder QL wird üblicherweise als Symbol für die Leckrate benutzt.

Die folgenden Messeinheiten werden üblicherweise für die Leckrate verwendet: Die Leckrate von 1 Pa*m3/s ist angegeben, wenn der Luftdruck in einem geschlossenen, entleerten Container mit einem Fassungsvermögen von einem m3 um einen Pascal pro Sek. zunimmt. Die folgende Grobabschätzung gibt einen Überblick über den Zusammenhänge zwischen der geometrischen Bohrlochgröße und der damit verbundenen Leckrate: Es handelt sich um einen großen Container mit einer runden Bohrung mit einem Durchmesser von 1 m.

Ausserhalb des Containers herrschen atmosphärischer Druck, innerhalb des Vakuums. Danach würden alle Luft-Moleküle in einem 1 Millimeter großen und 330 Meter hohen Behälter "über" dem Bohrloch mit der Geschwindigkeit des Schalls (330 m/s) in einer einzigen Minute "fallen". Ausgehend von dieser Schätzung und der Grösse von Computerviren und Keimen können auch die gebräuchlichen Begriffe "bakteriendicht" und "virusdicht" mit entsprechenden Grenzwerten versehen werden:

Mit modernen Helium-Lecksuchgeräten können Leckagen bis zu 5*10-13 Pa*m3/s detektiert werden.

Leckrateneinfluss auf Teildrücke im Vakuum

Morgens stecke ich mitten in der Vakuumtechnologie und bin mir über ein paar grundlegende Sachen nicht sicher. Zum Beispiel habe ich eine Vakuum-Pumpe an einen Vakuum-Ofen gekoppelt. Bei angeschlossenem Gerät erhalte ich aufgrund einer entsprechend hohen Leckrate nur einen Druck von 0,1mbar. Die Außenpressung beträgt 1000mbar. Nun stellt sich die folgende Frage: Wie beeinflussen die äußeren Teildrücke die im Vakuum herrschenden Teildrücke?

Ändert sich z.B. die Luftfeuchte draußen, sollte sich auch die Luftfeuchte drinnen durch eine korrespondierende Erhöhung des Partialdrucks drinnen aufgrund der Leckrate verändern, oder? Das Verhältnis der Einzelpartialdrücke im Vakuum müßte sich an das Verhältnis der Teildrücke bei 1000mbar angepaß? T. Theoretisch ja, d.h. einige MolekÃ?le ziehen es vor, durchzulassen und andere zu unterscheiden.

Damit wäre das "Klima" im Vakuum nicht vorhersehbar. Unglücklicherweise bin ich kein Vakuumforscher, aber Stickoxide haben Moleküle von etwa der Größe von Luftsauerstoff und sind daher im Vakuum in etwa gleichem Maße vorhanden wie im Außenbereich.