Vazamento virtual: modelagem com solução analítica

Resumo

A tecnologia do vácuo desempenha um papel importante em incontáveis processos industriais e também em arranjos científicos e tecnológicos. A identificação das fontes de gases e vapores constitui um problema central na modelagem e nos cálculos para dimensionar as bombas de vácuo dos sistemas de vácuo. Para realizar análises detalhadas de sistemas de vácuo somente será possível se os throughputs (taxas de transferência de gás e vapor) das fontes de gases e vapores forem devidamente determinados. Em geral, as funções matemáticas que representam os throughputs das fontes de gases e vapores não são simples de ser construídas para os casos específicos e de interesse em estudo. A dificuldade em construir essas funções geralmente se dá devido a dois aspectos: uma, devido à física envolvida da fonte gasosa, ou seja, como ela pode ser representada adequadamente em conta a física do fenômeno referente àquela particular fonte gasosa. O outro aspecto é quantificar, encontrar os parâmetros que especifique aquela particular fonte gasoso do processo em análise, ou seja, determinar a quantidade no tempo da intensidade da fonte gasosa. Em muitos casos tem-se somente um conhecimento parcial, e isto pode limitar o alcance da modelagem, análise e cálculo do sistema de vácuo. Dentre as possíveis fontes de gases existentes nos sistemas de vácuo, o vazamento virtual é aquela com que se tem menos informações. Muitos textos sobre tecnologia do vácuo simplesmente o mencionam, dizendo como ele é prejudicial e sugerem algumas práticas construtivas no sentido de evitar a sua existência. A proposição de medidas preventivas está correta. Inclusive, somente elas irão evitar a existência do vazamento virtual! O fato de não se poder localizar o vazamento virtual, mesmo que se consiga identificá-lo, torna-o ainda mais indesejado. Ele pode comprometer seriamente o bom desempenho de um sistema de vácuo e até mesmo condená-lo definitivamente. O motivo ficará claro quando se construir o seu modelo. Pretende-se neste trabalho estudar o vazamento virtual e construir um modelo matemático cuja solução do problema seja analítica. Mais, discutir como esta solução pode ser utilizada para identificar a existência de vazamento virtual nos sistemas de vácuo. Devido o fato de construir um modelo do vazamento virtual com solução analítica é de se esperar que simplificações sejam necessárias, não obstante, a solução obtida alcança o comportamento básico do efeito em estudo.