面向聚变堆排灰气的直线型水银扩散泵抽气性能DSMC模拟研究

在德国卡尔斯鲁厄理工学院提出的 KALPUREX(Karlsruhe liquid metal based pumping process for fusion reactor exhaust gases)流程中,利用直线型水银扩散泵实现对聚变堆排灰气的连续抽气,从而解决使用捕集式低温泵带来的高氚滞留量问题.为了支持直...     

微型溅射离子泵放电模拟与抽气特性研究

为了解溅射离子泵抽气过程中内部放电与抽速的关系,考虑了N2分子的激发、电离及粒子之间的弹性碰撞等过程,利用COMSOL软件对微型溅射离子泵内部气体放电进行了数值模拟研究.得到了电子密度、温度、粒子轨迹、入射角度及入射能量的分布变化,并分析了这些因素对抽速的影响.在搭建的实验平台上对微型溅射离子泵进行了抽速测量,得到了不...     

油扩散泵的现状及发展

对国内外油扩散泵的主要性能及现状作了比较，初步分析出存在的差距，提出了今后泵的发展趋势。     

影响KT—150型扩散泵抽速因素的研究

本文运用气体动力学的理论，重点从结构上分析了影响ＫＴ－１５０型扩散泵的抽速因素。对设计其他类型的扩散泵具有一定的参考作用。     

油扩散泵抽气速率与被抽气体的关系

通过对油扩散泵抽气速率、气体分子平均热运动速度和分子流态下气体流导的分析，指出油扩散泵对不同气体的抽气速率具有选择性，给出了泵对不同气体和空气抽气速率比值的计算值，同时指出电离规的规管常数与气体种类有关。     

NEG泵抽气性能仿真模拟与测试系统设计

烧结型非蒸散吸气剂(NEG)泵HV400具有对氢及氢同位素有很高的亲和力,即使室温状态下也能发生吸附效应。为了适用于EAST托卡马克中性束注入器工作条件下稳定抽气,针对HV400的抽气性能开展了模拟仿真和实验研究。采用Molflow软件仿真分析了工作状态下不同进气量的压力分布规律与抽气性能,得到了系统平衡压力与进气量以及抽速随着平衡压力而变化的特性曲线,发现三种气体在10^-3～10^-2 Pa时抽速有微小起伏,表明HV400对H₂、CO₂和N₂抽气性能稳定,评估结果与实际抽速相比误差分别为1.95%、3.13%和2.09%,均在合理误差范围内。基于标准化流量计法完成了NEG泵抽速测试系统设计与平台搭建,并进行了抽速性能测试实验,实验结果与仿真模拟都验证了系统设计的可行性,且在10^-3 Pa量级下抽氢效果最好,为NEG泵在中性束注入器的真空系统设计提供了理论依据和技术支持。     

新型吸气剂泵真空测试系统的搭建与实验研究

烧结型非蒸散吸气剂泵HV800(意大利SAES公司生产)具有抽速大、抽气容量高、安装维护简单等优点,可能适用于EAST托卡马克偏滤器抽气,提高该区域粒子排出能力。本文搭建了一套极限真空5.1×10^-7Pa、具备抽速定量标定的真空测试系统,对HV800开展了对氘气抽速的标定实验。研究结果表明在偏滤器工作气压下,平均抽速可达240 L/s。经评估HV800应用于EAST的初步方案,偏滤器区域会增加5×10⁴L/s抽速,并可连续运行20 h以上,是有效提高EAST偏滤器粒子排出能力的可行选择。     

新型吸气剂泵真空测试系统的搭建与实验研究北大核心CSCD

烧结型非蒸散吸气剂泵HV800(意大利SAES公司生产)具有抽速大、抽气容量高、安装维护简单等优点,可能适用于EAST托卡马克偏滤器抽气,提高该区域粒子排出能力。本文搭建了一套极限真空5. 1×10-7Pa、具备抽速定量标定的真空测试系统,对HV800开展了对氘气抽速的标定实验。研究结果表明在偏滤器工作气压下,平均抽速可达240 L/s。经评估HV800应用于EAST的初步方案,偏滤器区域会增加5×104L/s抽速,并可连续运行20 h以上,是有效提高EAST偏滤器粒子排出能力的可行选择。     

油蒸汽流泵的返流及其对抽速和极限压力影响的探讨

三十多年来，随着蒸汽流泵，特别是油扩散泵技术的进展，国外和国内围绕蒸汽返流这个课题做了不少的试验。发表了许多研究文章，分析了蒸汽返流来源，提出了减少返流的措施。但是，现在尚没有能够从理论上对返流问题给予定量的解释。此文根据气体分子热运动的麦氏分布律，推导出了离开蒸汽射流的油蒸汽分子速率的计算式，利用角系数概念，计算了喷咀出口平面以上的泵体内壁和测试罩内壁各表面上的返流率数值，证明了油蒸汽分子对表面需要碰撞十数次才能被俘获。由这些计算，提出了蒸汽返流模型。此外，又导出了由于蒸汽返流对抽速减小量Ｓｂ的计算式，分析了蒸汽返流与极限压力的关系，最后，还提出了减少蒸汽返流的一些措施。     

螺旋槽式牵引泵过渡流态抽气特性的直接蒙特卡洛模拟

为研究螺旋槽式牵引分子泵(DMP)过渡流态下的抽气特性,采用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法对抽气通道内的流动规律进行了数值模拟.通过数值模拟,考察了抽气通道几何参数:入口、出口槽深,槽长,螺旋升角以及螺旋槽数量与泵抽气特性参数:传输几率的关系.模拟结果表明:增加抽气通道入口槽深可提高泵的抽速;出口槽深、螺旋倾角均存在最佳值,可获得大的抽速和压缩比;延长槽长、增加槽数对抽速影响不大,可以提高压缩比.本文的研究结果表明,直接模拟蒙特卡罗方法可以较好地模拟牵引分子泵三维抽气通道内过渡流态的流动特性,可用于优化设计抽气通道几何参数,提高牵引分子泵的抽气性能.     

基于蒙特卡洛法溅射离子泵泵腔结构研究

采用蒙特卡洛方法对溅射离子泵腔抽气通道内的气体流动规律进行数值模拟。建立了不同溅射离子泵结构的几何模型, 计算了气体分子在不同泵腔结构中进出比例, 分析了腔结构对反流量的影响, 得到了抽气组件在不同泵腔结构中的抽气效率, 探讨各种类型腔结构的抽气特点;最后计算了舱体高度对抽气性能的影响。结果表明:在相同条件下, I型泵腔结构抽气性能最好, T型泵腔结构次之, 双侧型泵腔结构抽气性能最差。     

直腔泵与凸腔泵抽速系数的对比研究

本文运用蒙特卡洛方法,通过同口径的凸腔泵和直腔泵的对比研究,确认凸腔型扩散泵由于其蒸汽射流界面增大以及泵壳的特殊形状使得泵的抽速系数比直腔型扩散泵提高。计算结果符合一般规律。     

Experimental validation of Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) model of vapour jets from high temperature sources

A 3-D Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) code has been developed to study the vapour characteristics of atomic species. This model needs to be verified with experimental results. Experiments have been conducted with free jet of copper using electron beam source and the flux distribution data have been obtained under different experimental conditions. For better statistics, the Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) code was parallelised to run on parallel system. The experimental results from circular and a slit source (Kn varies from 0.47 to 0.083) have been compared with Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) results. The results have shown excellent agreement. From the trend of the flux distribution curves, it is clear that with lower Kn, more uniform coating can be expected.     

直接模拟蒙特卡罗法及其在真空泵性能计算中的应用

直接模拟蒙特卡罗（DSMC）法是一种依赖物理的几率模拟方法。本文介绍了直接模拟蒙特卡罗法在真空泵性能计算中的应用。     

真空泵微小抽速测试方法研究进展与分析

基于真空泵发展的实际需求,本文对真空泵微小抽速测试方法的研究现状与进展进行全面论述。首先,从三种常用的测试方法(流量计法、定容法和动态流导法)具体展开。通过回顾国内外学者的典型应用案例,分别介绍其测试原理与特点;接下来,讨论微小抽速的测试方法的难点及其应对策略,并对这几种测试方法进行对比分析,最后,就不同压力条件与测试方法的选用关系给出建议。同时,本文也提出未来可在真空泵极小抽速(<10^-5 m³/s)的精确测试和拓展测试气体的种类两方面开展进一步研究,以推动真空计量基础科研的跨越式发展。     

涡轮分子泵入口结构改进的计算研究

针对涡轮分子泵的入口管道束流效应和涡轮端盖反射效应对传输几率的不利影响、以及大口径涡轮分子泵与小型仪器相连接的难题, 本文提出分子泵入口结构的改进方案:将涡轮转子的平板端盖改成锥形反射屏结构, 把过渡连接件做成圆弧过渡段结构。文中根据实际结构参数, 建立了不同结构类型的计算模型, 采用试验粒子蒙特卡洛方法, 基于自由分子流态基本假设, 利用Molflow+软件, 计算了各个结构模型的传输几率。计算结果表明:当倾角α的取值范围在60°~70°、圆锥底角β的取值范围在25°~45°之间时, 理论上可将涡轮分子泵的抽气速率提升5%左右。     

罗茨真空机组预抽阶段的抽气特性比较研究

针对罗茨泵真空机组在启动预抽阶段的三种工作模式——旁通式、直通式和变频式,分别建立了简化计算模型,推导得出罗茨泵进入正常稳态工作之前罗茨机组的有效抽速计算公式,以及被抽容器的抽气时间计算方法.通过一个计算示例,对比得出了三种不同启动预抽方式的压力-时间曲线,结果表明,直通式、旁通式、变频式工作模式下容器的抽气时间依次减...     

一种水环泵抽气时间自适应分段计算方法研究

含有水环泵的真空系统是一种典型的变抽速抽气系统。针对变抽速抽气时间计算问题,目前常用的方法是分段计算法。为了提高计算精度,相关研究主要集中在优化抽气速率模型以及提高抽气速率数值计算精度上,对分段方法研究较少。本文对变抽速抽气过程的分段方法进行了研究。首先,讨论了分段计算结果随分段数的收敛性,分析了收敛性的影响因素。其次,建立了抽气时间验证计算模型,设计了一种自适应分阶段计算方法。最后通过对实例计算结果的对比,验证了该方法能以较少的分段数得到较高的计算精度。     

Effect of the Drug–Excipient Ratio in Matrix-Type-Controlled Release Systems: Computer Simulation Study

The main objective of this work is to study the drug release behavior from inert matrix systems by using computer simulation. This study allowed us to propose a new statistical method to evaluate the drug percolation threshold as a function of the exposed surface area of the device. The matrix system was simulated as a simple cubic lattice. The sites of the lattice were randomly occupied at various drug–excipient ratios. By simulating a diffusive process, the drug was delivered from the matrix system. The obtained release profiles were fitted to two different models: near the excipient percolation threshold, the square root of the time was well fitted, whereas close to (but above) the drug percolation threshold, the power law described accurately the release data. A relationship between the initial drug load and the amount of drug trapped inside the matrix system at infinite time was found. This relationship was conveniently described by an error function. Percolation thresholds in the matrix systems were determined from the latter relationship by using a nonlinear regression method. The assessment of percolation thresholds depends on the exposed surface area of the matrix systems. Moreover, estimated percolation thresholds were in agreement with the predicted values stated in the percolation theory.