Nel caso in cui si desideri confrontare il flusso equivalente generato da una perdita espressa in un gas diverso da quello misurato, è necessario operare una conversione. È necessario però conoscere o determinare a priori il regime di flusso da considerare nella trasformazione. Nel flusso laminare a causa del coinvolgimento dell’insieme della molecole, si osserva una netta dipendenza dalla viscosità dinamica del gas impiegato. Noto il valore di flusso generato da una perdita, si può calcolare l’equivalente in un altro gas (nota la sua viscosità dinamica) attraverso la formula dedotta qui di seguito:
Questa formula si applica nel caso in cui siamo in condizioni di flusso laminare.
Per convertire un flusso in elio in flusso di alcuni gas, in regime laminare:
Nel flusso molecolare le molecole si muovono in modo indipendente le une dalle altre; quindi, invece del moto di insieme del gas, occorre considerare il moto delle singole molecole.
Si ricava così la seguente espressione dipendente dalla massa molare dei gas impiegati:
Per convertire un flusso in elio in flusso di alcuni gas, in regime molecolare:
Per valori di leakrate superiori a 10-2 mbarL/s, si può ancora definire un regime di flusso turbolento. Tale flusso è caratteristico di grandi perdite ed elevate differenze di pressione. Il semplice calcolo che considera una conduttanza geometrica definita, indica secondo la bibliografia, che flussi inferiori a 10-6 , talvolta inferiori a 10-7 mbar·L/s sono da intendersi molecolari, mentre flussi superiori a 10-4 mbar·L/s sono da intendersi laminari. Le fughe reali però non sono mai in pratica caratterizzate da un singolo e geometricamente definito canale di perdita. In laboratorio è stato sperimentato che perdite aventi flussi inferiori a 10-4 mbar·L/s (talvolta già da 10-3 mbar·L/s) si comportano secondo le leggi che governano il flusso molecolare anziché il flusso viscoso. Questo perché il flusso di perdita è prodotto da una somma di canali (fessurazioni) in parallelo tra loro all’interno dei quali il flusso è decisamente inferiore, e sicuramente molecolare. Ancora utile considerare una importante proprietà dei gas: la diffusione di un gas in un altro gas. A parità di condizioni, i gas più leggeri diffondono più velocemente di gas pesanti. La diffusione dei gas è inversamente proporzionale alla loro massa molecolare relativa, secondo la legge di Graham.
Si riportano alcuni valori di diffusione dei gas più importanti e dei refrigeranti:
Altra proprietà è la permeazione intesa come il passaggio di un fluido, all'interno e fuori di una barriera solida che non presenta fori. Il processo prevede la diffusione attraverso un solido e può coinvolgere molti fenomeni come l'adsorbimento, la dissociazione, la migrazione e desorbimento. La permeazione può avere un effetto negativo sulla ricerca delle perdite con elio quando le perdite sono piccole e il tempo di prova lungo. Un materiale che necessita di particolare attenzione è il teflon utilizzato nelle guarnizioni. L’elio ha una alta permeabilità attraverso il teflon. Nel grafico sotto riportato ci sono diverse curve che mostrano tasso di permeazione dell’elio a diverse pressioni attraverso guarnizioni di gomma.
Lo spessore considerato è di 4mm con 4mm di sezione trasversale per 25mm di lunghezza a 25°C in Pam3/s.
