Молекулярное течение газа в каналах бесконтактных вакуумных насосов

• Автор: Караблинов, Дмитрий Григорьевич
• Шифр специальности: 05.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Основные условные обозначения и термины
Глава 1. Методы расчета откачных характеристик ДВН
1.1. Расчетная схема ДВН
1.2. Методы расчета откачных характеристик ДВН
1.2.1. Метод Ван-Атта
1.2.2. Метод В.И. Кузнецова
1.2.3. Метод, основанный на модели объемно-скоростной откачки
1.3. Метод Монте-Карло
Глава 2. Математическая модель потоков в щелевых каналах ДВН
2.1. Постановка задачи моделирования. Каналы ДВН
2.2. Математическая модель исследуемого объекта
2.2.1. Выбор числа сечений канала
2.2.2. Выбор сечений входа и выхода канала
2.2.3. Применимость двумерной модели
2.3. Математическая модель течения газа
2.3.1. Математическая модель течения газа в каналах с
неподвижными стенками
2.3.2. Математическая модель течения газа в каналах с движущимися стенками
2.4. Профилирование роторов ДВН
Глава 3. Численное моделирование течения газа в каналах ДВН
3.1. Течение газа в каналах с неподвижными стенками
3.1.1. Течение газа в радиальных каналах ДВН
3.1.2. Течение газа в межроторном канале ДВН
3.1.3. Метод расчета коэффициентов проводимости каналов переменного сечения
3.2. Течения газа в каналах с движущимися стенками
3.2.1. Течение газа в радиальных каналах ДВН
3.2.2. Течение газа в межроторном канале ДВН
3.2.3. Течение газа в торцевых каналах ДВН
Глава 4. Экспериментальное исследование ДВН. Методика расчета
характеристик ДВН
4.1. Экспериментальное исследование ДВН
4.1.1. Экспериментальное исследование откачных характеристик

4.1.2. Экспериментальное исследование газодинамических потерь во
входном тракте ДВН
4.2. Методика расчета характеристик ДВН типа Руте. Сопоставление
расчета с экспериментом
Выводы по диссертации
Библиографический список
Приложения

Основные условные обозначения и термины
а - угол поворота роторов, а - радиус центроиды (начальной окружности),
R - радиус расточки корпуса,
А - межосевое расстояние, r,d - полуоси эллипса,
Pv - давление газа в отсеченном объеме,
PRX - давление на входе в насос,
Рвых - давление на выходе в насос, п - частота вращения роторов,
% - коэффициент использования объема,
U0 - суммарная, усредненная по углу поворота риторов, проводимость щелей роторного механизма ДВН при остановленных роторах,
A U - разность прямой и обратной проводимостей,
Un - проводимость канала в направлении с входа на выход (прямая),
[/,, - проводимость канала в направлении с выхода на вход (обратная),
{Рвых /Рцх)шх " максимальная степень повышения давления,
Sr - геометрическая быстрота действия,
Sn - геометрическая быстрота действия за один оборот роторов,
5РР - межроторный зазор,
8РК - зазор между ротором и корпусом,
5Т - торцевой зазор,
с - средняя тепловая скорость молекул,
Кш - коэффициент проводимости радиального канала,
Кзрр - коэффициент проводимости межроторного канала,
Кт - коэффициент проводимости торцевого канала,
Ки,К21 - коэффициенты прямой и обратной проводимости канала,

Кп - число Кнудсена,
V - мгновенная скорость стенки,
Рвх ~^вх'Р и Ррмх - двых ' Р ' площади поперечного сечения входа и выхода канала соответственно,
И, = 8 ■ Ь - площадь поперечного сечения канала в месте минимального зазора 8,
і - длина ротора (ширина канала),
Т - температура газа,
ку - коэффициент заполнения,
ки - коэффициент сопротивления входного патрубка.
ДВН - двухроторный вакуумный насос,
ММК - метод Монте-Карло,
ДСЧ - датчик случайных чисел,
ФВН - форвакуумный насос,
РГ - разряженный газ,
ВС - вакуумная система.
Индексы: пр - прямой, обр - обратный, вх - вход, вых - выход, рр - ротор-ротор, рк - ротор-корпус, т - торцевой,
вхпат - входной патрубок, эксп - экспериментальный, элл - эллиптический, мах - максимальный.

кулы меняется в соответствии с максвелловским распределением (модель 2).
В этом случае примем обозначения К'^ и К

Анализ показывает, что значения прямых и обратных проводимостей, рассчитанных при максвелловском распределении (модель 2), незначительно отличаются от результатов расчета со средней тепловой скоростью (особенно при малых частотах вращения ротора).
Например, на рис.2.19, 2.20 показаны зависимости разности и отношения прямой и обратной проводимости от относительной скорости канала турбомолекулярного насоса (ТМН) (рис.2.18).

//ШУ//А
ГУ777У777А г:ччЧ'
УШ&Ш
а б
Рис. 2.18. Схема ротора (а) и канала ТМН (б)
Рис. 2.19. Зависимость разности коэффициентов прямой и обратной проводимости канала ТМН: 1-модель 0; 2-модель 1; 3-модель 2; значкиданные [62]