Planung und Inbetriebnahme eines Ofens zum Ausheizen von UltrahochvakuumbauteilenTechnische Hochschule WildauFachbereich Ingenieurwesen / WirtschaftsingenieurwesenStudienrichtung Physikalische Technik

Erarbeitet am DESY-Zeuthen

Sebastian Philipp

27.09.2011

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Gliederung• Zielstellung und Anforderungen

• Vakuumphysikalische Betrachtungen

• Grundlegender Aufbau

• Thermische Isolation

• Temperaturverteilung

• Druckanalyse

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Zielstellung und Anforderungen•Verringerung der Ausgaszeiten von

Vakuumbauteilen•Gleichmäßige Temperaturverteilung im

Bauteil

•Evakuierung des Bauteils während des Ausheizens

•Eignung für typische Bauteilgrößen •Flexibler Standort

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Vakuumphysikalische Betrachtung

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desorbiertes Gasteilchen

adsorbiertes Gasteilchen

absorbiertes Gasteilchen

Wandteilchen

Bauteilwand

Vakuum

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Grundlegender Aufbau

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Bauteil

Ofen

Vakuumpumpe

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Thermische Isolation

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•Senkung des Energieverbrauchs

•Gewährleistung eines homogene Temperaturfeldes

•Arbeitsschutz

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Thermische IsolationArten des Wärmetransports

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•Wärmeleitung

•Konvektion

•Wärmestrahlung

TAQwl

𝑅 h𝑡 =𝛿𝜆 𝐴

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Thermische IsolationAufbau des Ofens

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Thermische IsolationAufbau des Ofens

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Edelstahlblech (400°C)δ=1mmλ=21W/(m K)

Promalight 1000 (400°C)

δ=30mmλ=0,026W/(m K)

Aluminiumblech (100°C)

δ=1,5mmλ=146W/(m K)

Aluminiumblech (100°C)

δ=1mmλ=146W/(m K)

Luft (100°C)δ=23,5mmλ=0,032W/(m K)

R1

R2

R3

R4

R5

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Thermische IsolationAufbau des Ofens

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Abstandshülse (400°C)A=59,7mm²δ=33mmλ=21W/(m K)

Strebe (200°C)A=125mm²δ=200mmλ=18W/(m K)

Strebe (200°C)A=125mm²δ=142,5mmλ=18W/(m K)

Anschlagstück (100°C)A=450mm²δ=27,5mmλ=119W/(m K)

Abstandsstück (100°C)A=54,8mm²δ=18,5mmλ=16W/(m K)

R6

R9

R7

R8

R10

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Thermische IsolationAufbau des Ofens

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Edelstahlblech (400°C)A=0,84m²δ=1,5mmλ=21W/(m K)

Abstandshülse (400°C)A=59,7mm²δ=30mmλ=21W/(m K)

Promalight 1000 (400°C)A=0,84m²δ=30mmλ=0,026W/(m K)

Grundplatte (100°C)A=0,84m²δ=20mmλ=146W/(m K)

R12 R14

R11 R13

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Thermische IsolationTestergebnisse

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Position berechnet

gemessen

Seitenwand

50,5°C 61°C

Oberseite 52°C 55,5°C

Unterseite

81°C 80°C

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TemperaturverteilungMessergebnisse an einem Bauteil

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Druckanalyse

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Druckanalyse

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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