Расчет проводимости профильных щелевых каналов бесконтактных безмасляных вакуумных насосов в вязкостном режиме течения газа

Получена полуэмпирическая формула для расчета проводимости канала, образованного выпуклой и вогнутой цилиндрическими стенками проточной части насоса, применительно к расчету профильных каналов бесконтактных безма-сляных вакуумных насосов, в частности, спиральных, винтовых, двухроторных типа Рутс, плунжерных. Предлагаемое простое уравнение, позволяет с минимальными вычислительными затратами получить значения проводимости и массового расхода для сложных профильных каналов. Представлены математические зависимости для расчета геометрических параметров каналов различных профилей. Расчетные значения по формуле применительно к каналам спирального насоса были проверены численным расчетом в пакете Fluent на основании уравнений Навье-Стокса для вязкостного режима течения газа. Расчет проведен для всего диапазона геометрических параметров каналов известных спиральных вакуумных насосов. Результаты расчетов представлены в графическом виде и в форме таблиц. Проведено сравнение результатов расчета по предлагаемой формуле и численного решения уравнений Навье-Стокса. Среднее расхождение расчетов составляет всего 2,5 %.

Литература

[1] Васильева Т.С., Васильев Ю.К., Нестеров С.Б. Анализ современного рынка оборудования систем создания и поддержания вакуума // Материалы X11 науч.-техн. конф. Вакуумная наука и техника. М.: МИЭМ, 2005. С. 79-86.

[2] Ануфриева И.В., Васильев Ю.К., Кеменов В.Н., Нестеров С.Б. Современное состояние рынка безмасляных форвакуумных средств откачки // Вакуумная техника и технология. 2003. Т. 13, № 2. C. 93-99.

[3] Повышение эффективности спирального компрессора сухого сжатия: Дисс.... канд. техн. наук: 05.04.06 / Е.Р. Ибрагимов; [Место защиты: Казан. гос. технол. ун-т]. Казань, 2009.

[4] Берд Г.А. Молекулярная газовая динамика. М.: Мир, 1981. 320 с.

[5] Sharipov F., Bertoldo G. Rarefied gas flow through a long tube of variable radius // J. Vac. Sci.Technol. 2005. Vol. A, no. 23. P. 531-533.

[6] Sharipov F., Fahrenbach P., Zipp A. Numerical modeling of Holweck pump // J. Vac. Sci. Technol. 2005. Vol. A, no. 23. P. 1331-1339.

[7] Совершенствование метода расчета рабочего процесса спирального компрессора сухого сжатия с использованием результатов экспериментальных исследований: aвтореф. дисс. ... канд. техн. наук: 05.04.06 / Ю.А. Паранин; [Место защиты: Казан. нац. исслед. технол. ун-т]. Казань, 2011.

[8] Повышение эффективности работы роторных нагнетателей внешнего сжатия на основе анализа влияния геометрических параметров на их характеристики: дисс. ... канд. техн. наук / А.М. Ибраев; КХТИ. Казань, 1987.

[9] Бурмистров А.В., Шарафеев Л.З., Саликеев С.И., Караблинов Д.Г., Бронштейн М.Д. Метод экспресс-расчета проводимости щелевых каналов, образованных криволинейными стенками произвольной геометрии // Материалы XII науч.-техн. конф. "Вакуумная наука и техника". М.: МИЭМ. 2005. С. 37-41.

[10] Бурмистров А.В., Шарафеев Л.З., Бронштейн М.Д., Саликеев С.И., Караблинов Д.Г. Расчет проводимости профильных каналов роторных бесконтактных вакуумных насосов // Вакуумная техника и технология. 2006. Т. 16, № 1. C. 45-54.

[11] Саликеев С.И., Бурмистров А.В., Бронштейн М.Д. Исследование протечек газа через щелевые каналы в вязкостном // Компрессорная техника и пневматика. 2005. № 7. С. 19-23.

[12] Райков А.А., Саликеев С.И., Бурмистров А.В. Экспериментально-теоретическое исследование индикаторных диаграмм кулачково-зубчатого вакуумного насоса //Вестник Казанского технологического университета. 2011. Т. 14. № 15. C. 210214.

[13] Создание и исследование бесконтактных вакуумных насосов: автореф. дисс. ... д-ра техн. наук: 05.04.06 / А.В. Бурмистров. МГТУ им.Н.Э.Баумана. Москва, 2006.