Диссертация (1025802), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

для положительного и отрицательного значенийкоординаты y, скорость газа v(y) по всей длине каналов в канале определяетсясистемой уравнений83 z  0  v  y    1u x ,b  z   b  z  dpy 2 dp  b( z ) 0zh,y,0v(y),i2 22 dx 2  2 dxb  z   b  z  dpy 2 dp  b( z ) 0zh,y0,v(y), 2i22dx42dx b  z  dp z  hi , y   b( z )  v  y   vs  y   2.22 dx(2.14)По данным зависимости (2.14) построен профиль скорости v(y) взависимости от ширины канала (Рисунок 2.7.), в зависимости от ширины ивысоты канала (Рисунок 2.8.) при этом отношение высоты к ширине канала ψ =0,5, окружная скорость вращения ротора 180 м/с.Рисунок 2.7. Зависимость изменения скорости v(y) по ширине канала1 – hi = 0,25h; 2 – hi = 0,5h; 3 – hi = 0,75h; 4 – hi = hСуммарную скорость газа в канале с учетом допущений и граничныхусловий (согласно уравнениям 2.1, 2.6, 2.14) можно представить в виде84Рисунок 2.8.

Зависимость изменения скорости v(y) по профилю канала z  0  v  y, z    u ,1 x b  z  dpy 2 dp  b  z  b( z ) , 0   v  y, z   2 0  z  hi , y   24dx24dx 22 h dp hi dp  1z z dp  1u x  2 i  u , 4 dx 2  2  hi   dx 2 dx  2 1 x b  z  dpy 2 dp  b  z  b( z ) vy,z0  z  hi , y  0,22 4 dx  4 4 dx 2 2 hi dp hi 2 dp  1z z dp u 1 x  u , 4 dx 2  2  hi   dx 2 dx  2 1 x 2b  z  dp  2 z dpb( z )zh,yvy,zvy,zis24 dx 2 dx 2 hi dp hi 2 dp 2  1u x .2hdx2dx2iC учетом переменных z и y на боковой поверхности канала определитьсуммарную скорость газа в канале можно зависимостью85 z  0  v  y, z    1u x ,b( z ) y 2 dp0  z  hi , y   , 0   v( y, z )  4 dx 2  b  2 ztg     b  2 ztg  dp 2 24dx 2 2 hi dp hi 2 dp  1z z dp u  u , 4 dx 2   h   1 x  dx 2 dx  2 1 x2i y 2 dp b( z ) 0  z  hi , y  0,  v( y, z )   4 dx 2  b  2 ztg  b  2 ztg  dp2  44dx 2 2 hi dp hi 2 dp  1z z dp  u   u , 4 dx 2  2  hi   1 x  dx 2 dx  2 1 x 2  b  2 ztg  dp  2 z dpb( z )zh,yv(y,z)vy,zis24dx 2 dx 2 hi dp hi 2 dp 2u 1 x.2hdx2dx2i (2.15)Полученные данные по зависимости (2.15) позволяют графически определитьизменение скорости газа в проточной части насоса (Рисунок 2.9.) по осям z и yдля канала с отношением высоты к ширине ψ = 1, окружная скорость вращенияротора 200 м/с.2.5.

Расчет основных откачных параметров молекулярно-вязкостноговакуумного насосаКанал можно представить в виде развернуой винтовой линии. Шагвинтовой линии на роторе описывается уравнениемs  2 Rtg  90    .86Рисунок 2.9. Зависимость изменения скорости v(y,z) в канале проточной частиМВВНТак как длина ротора не меняется и на нем выполнена многозаходныевинтовые каналы, то длина каналов на роторе будет определяться следующейзависимостьюLLP 1  tg 2  90   tg  90   ,где Lp – длина ротора,а также длина каналов на статореL LСТ 1  tg 2  90   tg  90   .Максимальное отношение давлений, создаваемое насосом, определяетсяпо зависимости max pн.pвс(2.16)87Поток газа не меняется по длине канала, так перетекание газа в данномслучае отсутствует и газ, перетекающий через зазор, не влияет не общиепараметры проточной части. Таким образом, быстрота действия насоса дляданного давления газа:S Н  N  vdF NFz  hi y b ( z )/2v  z , y  dzdy(2.17)z  0 y  b ( z )/2Быстрота действия проточной части насоса (2.17) для каналов с разнойформой профиля выражается зависимостью:для трапецеидальных каналовSH  hN  pн  pвс   8h32h32 2 h3  2 h 23htg  2 2 h  3 23 ln216 LK32h 2 3cos  321  1u x hN  3h   2 ln8h 2  ,(2.18)для прямоугольных каналов hN  pн  pвс   7h3 2 2 h3  2 h 22SH   2 2 h  3 23 ln16 LK32h 2 321  1u x hN  3h   2 ln8h 2  ,(2.19)для эллиптических каналовR  R 4 N  pн  pвс   1  2  2   R 2 N 1ux  1RSН   .  LK83RL23R2K2(2.20)После ряда математических преобразований для рабочего режима теченияможно определить перепад давлений, создаваемый проточной частью МВВН страпецеидальными каналами, в зависимости от геометрических и скоростныхпараметров проточной части88 S2 2 LK  8 H  3 1u x h 2   1 2u x h lnNh 2 pн  pвс  8h32h32 2 h3  2 h 23 h  h tg   2 2 h  3 23 ln232h 2 3cos  3.(2.21)Для безрасходного режима течения газа (S = 0) данное уравнение приметследующий вид22 LK N 1 u x   2 ln 3h h 2pн  pвс .

(2.22)2332 3h8hh2h2  h3tg  2   2 2 h  3 23 ln23cos  332h 2После ряда математических преобразований для рабочего режима теченияможно определить перепад давлений, создаваемый проточной частью МВВН спрямоугольными каналами, в зависимости от геометрических и скоростныхпараметров проточной частиS2 116 LK  H   1u x h  3h   2 ln N 8h   2  pн  pвс  7h3 2 2 h3  2 h 22 h  2 2 h  3 23 ln32h 2 3.(2.23)Для безрасходного режима течения газа (S = 0) данное уравнение приметследующий вид22 LK 1u x   2 ln 3h h 2pн  pвс  3.22 37h 2 h  2 h2  2 2 h  3 23 ln332h 2(2.24)Аналогично можно определить перепад давлений, создаваемый проточнойчастью МВВН с эллиптическими каналами, в зависимости от геометрических искоростных параметров проточной части89pн  pвс  R  3 2  24 LK  R   2   S Нu  .1xR 2  5 2  R    R 2 N 6  R   2   (2.25)Для безрасходного режима течения газа (S = 0) данное уравнение приметследующий видpн  pвс 4 LK  1ux  9 2  R .R 2  5 2  R (2.26)Полученные зависимости быстроты действия (2.18 – 2.20), перепададавлений по длине каналов проточной части (2.21 – 2.26), максимальногоотношениядавлений(2.16)отражаютсвязьмеждугеометрическими,скоростными и откачными параметрами проточной части МВВН с различнымиформами профиля.2.6.

Метод расчета откачных параметров молекулярно-вязкостноговакуумного насосаПолучение откачных параметров МВВН с помощью разработаннойматематической модели процесса откачки газа молекулярно-вязкостнымвакуумнымнасосомвозможнотолькопоследополненияееэкспериментальными коэффициентами обмена количеством движения искольжения газа. Данные коэффициенты определяют характер взаимодействиягаза с поверхностями каналов проточной части молекулярно-вязкостноговакуумного насоса.Проверка математической модели процесса откачки газа МВВН наадекватность проводится с учетом погрешности, допустимой для инженерныхзадач [138]. В связи, с чем для определения основных откачных параметровнасоса проводятся экспериментальные исследования: зависимости быстротыдействия насоса от давления всасывания и отношения давлений; перепададавлений в проточной части насоса и максимального отношений давлений взависимостиотокружнойскоростивзаимодействия газа с поверхностью.ротора;значениякоэффициентов90Разработанныйметодрасчетаоткачныхпараметровмолекулярно-вязкостного вакуумного насоса, схема которого представлена на Рисунке 2.10.,может быть использован при проектировании новых молекулярно-вязкостныхвакуумных насосов и расчете их откачных характеристик.Рисунок 2.10.

Метод расчета откачных параметров молекулярно-вязкостноговакуумного насоса91ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕБЕЗМАСЛЯНОГО МОЛЕКУЛЯРНО–ВЯЗКОСТНОГОВАКУУМНОГО НАСОСАЦельюпроведенияэкспериментальногоисследованияявляетсяопределения основных откачных параметров МВВН (быстрота действия насоса,максимальноеотношениедавлений)исравнениеполученныхэкспериментальных данных с теоретическими.3.1. Конструктивная и принципиальная схемы экспериментального стендаДляисследованияоткачныхпараметровмолекулярно–вязкостныхвакуумных насосов с различными проточными частями в широком диапазонедавлений разработан экспериментальный стенд [28, 139], схема которогопредставлена на Рисунке 3.1., трехмерная модель стенда на Рисунках 3.2., 3.3. иего внешний вид на Рисунках 3.4., 3.5.Рисунок 3.1.

Принципиальная схема экспериментального стенда92Рисунок 3.2. Трехмерная модель экспериментального стенда1 – рама; 2 – спиральный насос; 3 – молекулярно-вязкостный насос в сборе;4 – компрессор; 5 – преобразователь давления; 6 – натекатель;7 – напускная камера; 8 – измерительная камера; 9 – клапан; 10 – клапанРисунок 3.3. Трехмерная модель насоса МВВН–7 в сборе1 – генератор масленного тумана; 2 – электродвигатель; 3 – переходник; 4 молекулярно-вязкостный насос; 5 – опора насоса; 6 – опора электродвигателя;7 – станина93Рисунок 3.4.

Характеристики

Список файлов диссертации