油擴(kuò)散泵結(jié)構(gòu)對(duì)蒸汽射流場(chǎng)影響的數(shù)值研究.pdf

1、油擴(kuò)散泵與其他種類真空泵相比，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，沒(méi)有振動(dòng)與噪聲，使用方便，壽命長(zhǎng)，成本低，因此被廣泛應(yīng)用于各科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，如電子、冶金、化學(xué)、原子能等工業(yè)部門(mén)和空間技術(shù)等。擴(kuò)散泵工作介質(zhì)為擴(kuò)散泵油，盡管在結(jié)構(gòu)上采取了一些措施，但擴(kuò)散泵油向高真空一側(cè)返流造成的油污染問(wèn)題一直是制約擴(kuò)散泵應(yīng)用的主要原因。
　　提高抽氣性能、抽氣穩(wěn)定性、降低返油率是擴(kuò)散泵需要解決的主要問(wèn)題，其中，低返油率擴(kuò)散泵是當(dāng)前科研、生產(chǎn)單位研發(fā)

2、的重點(diǎn)。擴(kuò)散泵的返油與一級(jí)噴嘴形狀、尺寸、多級(jí)串聯(lián)噴嘴間距、擋油帽形狀、尺寸、擋油環(huán)設(shè)置位置等因素有關(guān)，這些因素決定了擴(kuò)散泵油蒸汽的射流狀態(tài)和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。通過(guò)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析可以更好地理解擴(kuò)散泵的抽氣和返油機(jī)理，通過(guò)射流場(chǎng)控制可以有效地減少返流。由于擴(kuò)散泵經(jīng)典理論難以準(zhǔn)確描述和定量反映擴(kuò)散泵油蒸汽射流流動(dòng)特性，本文在分析擴(kuò)散泵抽氣機(jī)理的基礎(chǔ)上，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件Ansys-workbench，以K800擴(kuò)散泵為計(jì)算原型，對(duì)其內(nèi)部蒸汽射流場(chǎng)進(jìn)

3、行了數(shù)值模擬，得到了第一級(jí)噴嘴結(jié)構(gòu)、擋油環(huán)位置、擋油帽尺寸、串聯(lián)噴嘴級(jí)間距對(duì)擴(kuò)散泵射流場(chǎng)的影響結(jié)果，對(duì)理解擴(kuò)散泵抽氣機(jī)理、改進(jìn)擴(kuò)散泵抽氣性能、減少返油率均具有一定的指導(dǎo)意義。
　　數(shù)值模擬結(jié)果表明，噴嘴出口速度受喉部尺寸的影響，噴嘴出口速度隨喉部間隙減小而增大，隨噴嘴張角增大而增大;擋油帽過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短都不利于擴(kuò)散泵抽氣，存在與射流場(chǎng)匹配的最佳擋油帽結(jié)構(gòu)尺寸，此時(shí)返油率較低;擋油環(huán)的位置影響蒸汽射流流場(chǎng)分布及渦旋的形成，決定擴(kuò)散泵的