6 / 10
Рис. 2. Оптимальные параметры
проточной части ТМН с быстро-
той откачки 0,2 м
3
/с по азоту:
1
— оптимальные значения наружно-
го диаметра колес
D
2опт
;
2
— опти-
мальные значения условного объема
проточной части
A
min
Оптимизация параметров откачки турбомолекулярного вакуумного
насоса при условии, что рабочий диапазон давлений у него достаточно
широк, представляет достаточную проблему.
Расчетные данные оптимальных размеров ТМН с быстротой дей-
ствия 0,2 м
3
/с при откачке азота для различных значений давления
газа на стороне всасывания приведены на рис. 2. При этом в качестве
критериев оптимальности были выбраны: оптимальные значения на-
ружного диаметра рабочих колес насоса
D
2опт
[6] и условного объема
проточной части ТМН
A
опт
:
A
опт
=
π
4
D
2
2
N,
(1)
где
N
— число колес в пакете насоса, необходимое для обеспечения
требуемого отношения давлений.
Как следует из графиков, оптимальные значения выбранных крите-
риев оптимальности для различных значений создаваемого давления
газа на стороне всасывания меняются. Причем минимальный диа-
метр
D
2опт
(при условии обеспечения заданной быстроты откачки
S
н
= 0
,
2
м
3
/с) достигается при давлении
p
= 10
−
5
Па, а минимальное
значение условного объема проточной части насоса (
S
н
= 0
,
2
м
3
/с)
имеет место при давлении
p
= 10
−
1
Па. Таким образом, результаты
оптимизации для различных критериев оптимальности (даже косвен-
но связанных между собой) могут существенно отличаться. Поэтому в
зависимости от поставленных целей при разработке насоса необходи-
мо обосновывать выбор соответствующего критерия оптимальности,
так как параметры проектируемого насоса могут существенно отли-
чаться.
К аналогичному выводу можно прийти и при рассмотрении дру-
гих конструктивных схем турбомолекулярного вакуумного насоса.
На рис. 3 приведены расчетные данные определения оптимального
значения объема проточной части высокопроизводительного насоса
ТМН-20Т с радиальным направлением газового потока (колеса ба-
рабанного типа [5]). Как следует из графика, минимальное значение
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 81