торых дало бы возможность с учетом перспективных методов проекти-
рования разрабатывать ТВН, отличающиеся высокой эффективностью
работы, оптимальными интегральными характеристиками в широком
диапазоне изменения откачных параметров, в частности давления газа
на стороне всасывания.
В МГТУ им. Н.Э. Баумана под руководством и непосредственном
участии автора настоящей статьи разработан комплекс математиче-
ских моделей и методов расчета оптимальных параметров межло-
паточных каналов, рабочих колес и проточной части ТВН в целом,
нашедших практическое применение при разработке серии ТВН на
газостатических опорах, не имевших аналогов в мировой практике.
Созданная методология проектирования позволяет определять опти-
мальные значения угла наклона межлопаточного канала
α
, относитель-
ной ширины
а
/b
, относительной высоты
λ
, минимальный наружный
диаметр колес
D
2
.
Однако данные факторы скорее представляют интерес в качестве
управляемых параметров при решении оптимизационных задач, ко-
гда используются комплексные критерии оптимальности. К таковым
можно отнести условный объем проточной части ТВН, минимальное
значение которого необходимо найти:
A
min
=
π/
4
D
2опт
N
опт
,
(1)
где
D
2опт
и
N
опт
— соответственно оптимальные наружный диаметр ра-
бочих колес и их число в пакете колес, обеспечивающие минимальное
значение условного объема проточной части
A
min
.
Наличие минимума параметра
А
обусловлено тем, что при уве-
личении в широком диапазоне наружного диаметра
D
2
(значений,
б´oльших, чем минимальный диаметр
D
2min
, определенный для задан-
ной быстроты откачки
S
из условия требуемой прочности в корневом
сечении лопатки) число колес
N
, необходимое для обеспечения задан-
ной степени повышения давлений
τ
, уменьшается.
Такое изменение
N
объясняется снижением влияния на
S
и
τ
газо-
выделений с внутренней поверхности насоса, перетеканий через ради-
альные зазоры и возможного нарушения молекулярного режима тече-
ния газа в проточной части насоса, а также ростом окружной скорости
вращения на среднем радиусе рабочего колеса ТВН.
В целях оценки влияния различных факторов на результаты опти-
мизации проточной части турбомолекулярного насоса были опреде-
леныоптимальные параметрыТВН с быстротой откачки
S
= 0
,
2
м
3
/с
по азоту при окружной скорости на наружном диаметре колеса
U
2
= 150
м/с для различных давлений газа на стороне всасывания.
Результатырасчета приведеныв табл. 1 и 2.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3 81
