Comparisons Using Methods of Continuum Mechanics and Monte Carlo at Differentially Pumped Chamber
El artc̕ulo aborda el anl̀isis de los flujos de gas en los canales bombeados en la cm̀ara de bombeo diferencial del Microscopio electrn̤ico de barrido ambiental (ESEM). El artc̕ulo compara y verifica los resultados existentes de la simulacin̤ de flujo de cm̀ara bombeada diferencialmente del sistema ANSYS Fluent, que utiliza la mecǹica del continuo, con los publicados por D. Danilatos utilizando el mťodo Monte Carlo.1. Introduccin̤El artc̕ulo analiza el flujo de gas dentro de la cm̀ara de bombeo diferencial, que forma parte del Microscopio Electrn̤ico de Barrido Ambiental (ESEM) [1]. Este tipo de microscopio est ̀diseądo para estudiar muestras que contienen agua de forma natural [2]. El props̤ito de la cm̀ara de bombeo diferencial es separar el r̀ea de alto vaco̕ (el tubo del microscopio) del r̀ea de alta presin̤ (la cm̀ara de la muestra). Esta separacin̤ se consigue mediante dos aperturas PLA1 y PLA2, que impiden la rp̀ida igualacin̤ de la presin̤ del gas en todo el microscopio mientras se drena el tubo [3]. El tubo del microscopio se predrena con una bomba rotatoria y luego la presin̤ del gas se estabiliza con una bomba de difusin̤. Otra bomba rotativa se encuentra en la cm̀ara de bombeo diferencial, estabilizando la presin̤ del gas a un valor requerido con un bombeo continuo.El diseǫ y las condiciones lm̕ite que utilizamos son las mismas que las publicadas por G.D. Danilatos. Utiliz ̤el mťodo de Monte Carlo para lograr los mejores resultados de bombeo y las menores přdidas posibles del haz de electrones. El mťodo Monte Carlo se basa en la realizacin̤ de numerosos experimentos aleatorios con el modelo del sistema donde su evaluacin̤ muestra la posibilidad de un efecto especf̕ico. En este manuscrito se comparan los resultados obtenidos mediante la aplicacin̤ del mťodo de Monte Carlo con los resultados obtenidos mediante la aplicacin̤ del mťodo que utiliza la mecǹica del continuo utilizada para los cl̀culos de las simulaciones por el programa ANSYS Fluent [4]. Los principios matemt̀icos de este mťodo se describen con ms̀ detalle en el capt̕ulo dos. El tema de este trabajo es la comparacin̤ de los dos mťodos mencionados y sus resultados con el fin de decidir cul̀ de ellos es ms̀ preciso y... Podra̕ ser utilizado para cl̀culos de simulacin̤ adicionales con el props̤ito de mejoras adicionales en el diseǫ del microscopio tipo ESEM [5].1. Interpretacin̤ matemt̀icaPara la modelizacin̤ de las aperturas individuales se utilizaron los programas SolidWorks y ANSYS Fluent, por lo que el flujo puede calcularse mediante el mťodo de volm͠enes finitos. ANSYS Fluent resuelve un sistema de tres ecuaciones diferenciales parciales complementadas con una cuarta ecuacin̤ de estado. Es un tipo de flujo tridimensional de fluido viscoso compresible. Las ecuaciones bs̀icas que describen el flujo de fluido viscoso compresible escritas en forma conservadora son las tres leyes de conservacin̤, la Ley de Conservacin̤ de la Masa, el Momento y la Energa̕ completada con la Ecuacin̤ de Estado del fluido considerado [6].