УДК 621.521
К. Е. Д е м и х о в, Н. К. Н и к у л и н,
Е. В. С в и ч к а р ь
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА
В ТОНКИХ КАНАЛАХ С ПОДВИЖНОЙ СТЕНКОЙ
Приведено описание математической модели течения газа в тон-
ком канале с подвижной стенкой при вязкостном режиме течения
газа. На основе теоретической модели исследовано влияние гео-
метрических и динамических параметров канала на откачную ха-
рактеристику вакуумного насоса. Влияние поверхности канала на
течение газа учитывается коэффициентом внешнего трения.
E-mail:
;
Ключевые слова
:
расчет, характеристика, метод, насос, вакуум, моле-
кула, вязкость, течение, режим, давление, скорость, канал, модель.
Разработка математической модели течения газа в канале.
Ак-
туальность проблемы безмасляной откачки вакуумных систем опре-
деляется многообразием технологических процессов, проводимых в
условиях вакуума, в которых ведущую роль играет выбор средств си-
стемы откачки. Для таких процессов, как напыление тонких пленок,
выращивание кристаллов, получение чистых металлов, отработка кос-
мических аппаратов в наземных условиях необходимо обеспечивать
вакуум в диапазоне давлений от 10
5
д о 10
−
7
Па и ниже без загрязне-
ния рабочих пространств следами рабочих тел систем откачки. Суще-
ствующие системы откачки состоят из вакуумных насосов различных
типов, объединенных в одну систему. Несмотря на значительное вни-
мание к данной проблеме, до сих пор нет однозначного ее решения, в
связи с чем необходимы методики расчета этих средств откачки.
В настоящей работе основным объектом исследования является
тонкий канал, образующий проточную часть молекулярно-вязкостного
вакуумного насоса (МВВН), который позволяет обеспечить откачку
объектов в диапазоне давлений в диапазоне 10
5
. . . 10
−
5
Па, а в составе
комбинированного турбомолекулярного насоса — 10
5
. . . 10
−
8
Па и ни-
же. Следовательно, рассматривается течение газа в винтовом канале
МВВН (рис. 1), образованном смежными поверхностями двух коак-
сиальных цилиндров с многозаходной винтовой нарезкой на каждом
цилиндре. Если провести фиктивную поверхность через вершины ло-
паток, то можно рассматривать отдельно течение газа между статором
и фиктивной поверхностью, а также между ротором и фиктивной по-
верхностью.
При описании течения газа в канале МВВН использованы следу-
ющие допущения:
1) фиктивная поверхность движется со скоростью
u
1
;
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 4 19
