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Submitted on 1 Jan 1956
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Pompes moléculaires aux très basses pressions.
Généralisation aux grandes vitesses de rotation
Claude Mercier, Pierre Benoist
To cite this version:
182 A
1. Une
pièce
métallique
A(avec
à sa base unregard
en verreB)
vient se mettre à laplace
d’une des fenêtresd’observation du
microscope,
etporte :
- la
plaquette
réceptrice
P et sa commanded’esca-motage
C ;
- la résistance de
charge R
et le tube d’entréeLI.
R et
Li
se trouvent sousvide,
cequi
assure laqualité
des isolements pour le circuit de la
grille
d’entrée. L’isolement de laplaquette
est assuré par unepièce
de
plexiglas
D entourée d’unblindage.
Lorsque
laplaquette
estrelevée,
en dehors des mesures, elle vient au contact d’une butéequi
la met à la masse.2. Un
petit boîtier,
àportée
de main del’utilisateur,
porte lemicroampèremètre,
le commutateur de sensi-bilités et lepotentiomètre
deréglage
du zéro.3. Un boîtier
qui
peut
êtreplacé
en un endroitquelconque
contient les autres éléments del’ampli-ficateur et les circuits d’alimentation.
-Remarques.
- Lajauge
àionisation,
souventplacée
près
de la chambred’observation,
peut
donner uncourant
parasite
d’ions venant sur laplaquette ;
pourle rendre
négligeable
sans éteindre lajauge
il suffit deplacer
devant celle-ci un écranmétallique
en chicane. - Lesmesures
peuvent
êtreperturbées
par lesdécharges sporadiques
d’isolantschargés
par lesélec-trons venant du faisceau ou d’une émission secondaire.
On élimine ces
perturbations
en blindant les isolants en cause.- Les électrons secondaires venant de l’écran
d’observation sur la
plaquette produisent
un courantparasite
mais de valeur suffisamment faible pour êtrenégligée.
- L’émission secondaire de la
plaquette
est une caused’erreur,
mais onpeut
ne pas en tenircompte
si on ne fait que des mesures relatives d’éclairement.
(Nous
avons mesuré le courant obtenu avec uncylindre
de
Faraday
recevant la même section de faisceau quenotre
plaquette :
lecylindre;
pour la même tensionaccélératrice de 50 kV donnait un courant sensi-blement
1,6
foisplus fort.)
Manuscrit reçu le 23 mai 1956.
BIBLIOGRAPHIE
BAKER
(R. F.),
RAMBERG(E. G.)
and HILLIER(J.), Applied
Physics,
1942, 13, 450.SELME
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note n° 79, Labo-ratoire National de Radioélectricité, 1944.HAMM
(F. A.),
Rev. Sc. Instr., 1951, vol. 22, n° 12, 895.CHAUME
(G.),
GUILLAUME(J.)
et MATHIEU-SICAUD(A.),
Bull. Soc. Franç.Minéralogie
etCristallographie,
avril-juin 1953,
p. 193.POMPES
MOLÉCULAIRES
AUX
TRÈS
BASSES PRESSIONSGÉNÉRALISATION
AUX GRANDES VITESSES DE ROTATION
[1]
Par Claude MERCIER et Pierre
BENOIST,
Commissariat à
l’Énergie
Atomique,
Centre d’Études Nucléaires de
Saclay,
Dans un
précédent
article[2],
l’un des auteurs amontré
qu’à partir d’hypothPses simples
telles quel’absence
de chocs entre molécules et la réflexion diffuse sur lesparois,
onpeut
obtenir des résultatsconcernant les pompes moléculaires en accord avec les
données
expérimentales.
Mais les formules obtenuesalors
risquent
de neplus
êtrejustifiées
si la vitessepériphérique ve
du rotor n’estplus
négligeable
devant la vitesse laplus
probable
v o=1/03B2 des
molécules. Cesformules
reposent
en effet sur undéveloppement
(1)
en5v,,
limité au terme d’ordre1,
de la fonctionJ(v, 6r,
r.lJr)
exprimant
la loi de choc sur le rotor(voir les
formules 2 et 2’ de la référence
[2]).
Pour se libérer decette servitude et
pouvoir
utiliser les résultats de lathéorie dans un domaine de vitesses
plus étendu,
denouvelles formules ont été établies en conservant la fonction i sous forme
entière,
sans modifier les autreshypothèses
de la théorie.L’équation
intégrale
à limites infiniesqui
régit
la densités de chocs sur le stator en fonction del’angle
a a maintenant pouréquation caractéristique :
Cette
équation
ne diffère de celle obtenue dans lepremier
calcul(voir
la formule(8)),
que parl’expres-sion de
Y(uo,
y,À)
avec 03BB
= 03B2ve
Les
expressions
de K et deS,
sontinchangées ;
ledéveloppement
de K enpuissances
de y est donné dans lepremier article ;
enpratique Ii
esttoujours
voisin de 1. On
peut
voir facilement que ledévelop-pement
aupremier
ordre deV(uo,
y,X)
se réduit bien àl’expression
obtenue dans lepremier
calcul :(Les
intégrales
sontprésentées
ici sous une formeanalytique
différente de celle utilisée dans laréfé-rence
[2].)
L’examen des racines y de
l’équation caractéristique
en fonction de À conduit à :
a)
une racinetoujours
nullequel
quesoit 03BB ;
b)
une racine réelle etpositive,
nullepour X
=0,
et croissant
avec X ;
c)
descouples
de racinescomplexes conjuguées
dépendant
due
ces racinespeuvent
êtrenégligées
(voir
lerapport
C. E.A.).
La racine réelle et
positive
peut pour 03BB~
1s’exprimer
par lepremier
terme de sondéveloppement
enX ;
celui-ci adéjà
étédonné,
ainsi que les définitions de7(Ho)
etJ(uo),
dans leprécédent
article :(1)
On a X =03B2ve
0,476.10-srw~M,
où r est lerayon rotor en cm, CJ) la vitesse
angulaire
en tours par minute et M la masse moléculaire du gaz.183 A
Pour des valeurs
plus
élevées deX,
onpeut
utiliser laformule
suivante,
qui
fournit une meilleureapproxi-mation :
Les
expressions
exactes des fonctionsI1(u0,
x)
etJ,(u,, À)
sont donnéesci-dessous,
ainsi que leurdéve-loppement
en x :E
(cos uo)
et K(cos uo)
étant lesintégrales
elliptiques
complètes.
La
figure
représente,
pour la valeur uo =0,484,
laCourbe de variation de y en fonction de
03BB = ve
vo
pour uo = 0,484.
courbe exacte de y en fonction de
x,
ainsi que lescourbes obtenues à
partir
des deuxapproximations
ci-dessus.
Pompe sans
dégazage.
Les densités de chocs sur le stator et sur le rotor
s’écrivent comme
auparavant,
à condition d’utiliser lanouvelle valeur de y.
L’expression
du débit resteégalement
inchangée
(voir
la formule14’),
auremplacement
près
de lafonction
I(u0)
par la
fonctionI1 (u0,
X)
définie ci-dessus :(débit
en litres par seconde à lapression d’aspiration,
et par centimètre de
largueur
de laveine).
Pompe
avecdégazage.
Les
expressions
des densités de choc et du débit nesubissent pas de
modification,
si ce n’est lerempla-cement des fonctions
I (uo)
etJ(uo)
par lesfonc-tions
Il(uo,
X)
etJ1(uo,
X)
etl’emploi
de la nouvelle valeur de y.Le débit
dépend
del’angle
a et s’écrit(voir
laformule
16’)
avec
Des calculs
numériques
ont été effectués et ont montréque les formules établies dans le
premier
calcul étaientutilisables pour des valeurs de À assez élevées. Ils ont montré par ailleurs l’intérêt
pratique
desgrandes
vitesses de rotation :1)
le débit estplus important ;
2)
il reste stationnaire pour des variationsplus
grandes
durapport
de lapression
de refoulement à lapression
d’aspiration ;
3)
la valeur limite durapport
de ces deuxpressions
croît d’une manière extrêmement
rapide
avec la vitessede rotation.
Manuscrit reçu le 1er
juin
1956.BIBLIOGRAPHIE
[1]
Voir lerapport
C. E. A. N° 560. Il contient unedis-cussion
