复合分子泵抽气特性算法改进与结构优化

采用蒙特卡洛方法计算单级涡轮叶列传输几率,引入气体分子与固体壁面反射适应系数模型,评估不同反射条件对单级涡轮叶列抽气特性的影响。采用积分中值法计算涡轮叶列传输几率,提高涡轮级抽气特性的计算精度。采用分段流态判别法计算牵引通道的抽速和压缩比,减少牵引级抽气特性的计算误差。提出涡轮级与牵引级之间的三种过渡结构,实现复合分子泵抽气特性的级间匹配,提高复合分子泵的性能。提出牵引级阻挡结构和分段式结构,有效减少牵引转子与定子间的间隙泄漏,提高复合分子泵的整体性能。通过算法改进,提高了涡轮分子泵抽气特性的计算精度;通过结构优化,提高复合分子泵抽气性能,为高性能复合分子泵开发奠定了基础。     

几率矩阵法计算涡轮分子泵叶列传输几率

本文介绍了用几率矩阵法计算涡轮分子泵叶列传输几率，并对现在的几种计算方法作了相互比较，发现几率矩阵法具有计算速度快，模型简单，且能处理几何形状复杂而其他方法难以解决的问题。     

涡轮分子泵入口接管束流效应的蒙特卡洛计算

在入口管路束流效应和涡轮端盖反射作用的双重因素影响下,以纯分子流态经泵前入口管道流向涡轮分子泵环形一级动叶列抽气面处的气体分子,其入射密度是不均匀分布的。本文基于自由分子流态基本假设,建立入口直圆管道计算模型,采用试验粒子蒙特卡洛方法,利用Molflow+软件,模拟被抽气体分子经泵入口到涡轮叶列抽气面的飞行过程及行为;数值计算得到气体分子到达涡轮转子一级动叶列入射平面的密度分布和气体通过入口管道的传输几率,并分别经回归分析拟合给出二者的计算公式,可为涡轮分子泵抽气性能的后续研究提供更精确的理论数据;算例证明,以此分布计算分子泵一级动叶列的正向传输几率,比采用均匀分布假设的积分中值法的计算结果偏小。     

关于分子泵抽气性能的设计

本文首先用图示的曲线形式讨论了单级涡轮叶列的最佳参数选择。然后着重讨论了修正后的涡轮组合叶列的性能设计,提出了与修正前不同的设计思想,对于涡轮分子泵、尤其是为复合式分子泵的性能设计提供了重要的理论依据。     

涡轮分子泵叶列传输几率的计算──积分方程法

本文介绍了积分方程法计算涡轮分子泵叶列传输几率的数学模型和计算机程序框图，并用自编的电算程序对叶片角α＝１０°～４５°，节弦比Ｓ０＝０．５～１．８，速度比Ｃ＝－１．０～１．０范围内的各种不同参数的叶列传输几率Ｍ１２和Ｍ２１进行了计算，其值见附表１～１４，从而为涡轮分子泵进行定量的理论分析和理论计算提供了必须的手段．     

混合分段算法计算涡轮分子泵的压缩比北大核心CSCD

为了进一步完善分子泵在整个流态区域内抽气性能的计算,本文分别对主要用于描述连续流体运动问题的连续流态方程法和主要用于描述分子流态问题的特征系数法进行了评价,两种方法在计算涡轮分子泵压缩比时有各自的适用范围。为了提高涡轮分子泵在过渡流态下压缩比的计算精度,本文在比较两种方法的计算精度和适用范围的基础上提出了混合分段算法。通过与实验值的对比,发现通过混合分段算法得到的最大压缩比与实验值的最大误差为10.5%,相对于连续流态方程法和特征系数法分别减小了34.0%和44.7%,证实了混合分段算法的适用性。该方法可以分析整个流态区域内涡轮分子泵的抽气性能,为分子泵压缩比的全流域计算提供参考。     

混合分段算法计算涡轮分子泵的压缩比

为了进一步完善分子泵在整个流态区域内抽气性能的计算,本文分别对主要用于描述连续流体运动问题的连续流态方程法和主要用于描述分子流态问题的特征系数法进行了评价,两种方法在计算涡轮分子泵压缩比时有各自的适用范围。为了提高涡轮分子泵在过渡流态下压缩比的计算精度,本文在比较两种方法的计算精度和适用范围的基础上提出了混合分段算法。通过与实验值的对比,发现通过混合分段算法得到的最大压缩比与实验值的最大误差为10.5%,相对于连续流态方程法和特征系数法分别减小了34.0%和44.7%,证实了混合分段算法的适用性。该方法可以分析整个流态区域内涡轮分子泵的抽气性能,为分子泵压缩比的全流域计算提供参考。     

涡轮分子泵电源制动单元的研究

研究了涡轮分子泵电源制动单元的设计、制动功率和制动电阻的计算方法。为涡轮分子泵选用理想制动电阻提供依据。根据此设计和计算方法为我公司生产的FD系列涡轮分子泵电源选用了最佳的制动电阻,使涡轮分子泵的停车减速时间大为缩短,该泵的性能和效率显著提高。     

分子泵性能测试的工程误差探析

针对当前普遍采用的分子泵抽气性能测试方法与程序,讨论用升压法测量涡轮分子泵压缩比时实测计算值与真实值之间客观存在的差异,并讨论用其测量复合分子泵压缩比的可行性;分析用滴管流量计法测量分子泵(涡轮分子泵和复合分子泵)抽速时可能产生的直接或间接的误差,并提出消除此类误差的基本思路,基于此思路,在实际工程中可得到科学可靠的更能客观反映产品性能的测试数据.     

关于涡轮分子泵的安全使用问题

本文叙述了关于涡轮分子泵安全使用的一些技术问题.首先对涡轮分子泵的构造特点作了介绍,其次对涡轮分子泵的故障类型、损坏原因,进行了分析.最后从设计和使用上的安全对策进行了讨论,以便更好的使用涡轮分子泵.     

新书介绍

苏联最新出版一书──涡轮分子真空泵 共 119页,其内容丰富,篇幅短小精悍。是真空技术方面一本很有实用价值的新书。该书着重的介绍了有关涡轮分子真空泵的理论、转子的计算、抽气性能的计算,以及泵的结构设计等等。对我国涡轮分子泵设计、研制、使用将起到一定参考作用。此外本书还叙述了苏联以及西方国家试验研究结果。本书作者E· C· 是莫斯科鲍曼高等工业学校教授,长期从事分子泵方面的研究,是苏联分子泵方面的权威。 本书适用于从事涡轮分子泵设计、制造、应用的工程师及科研工作者,对从事各种类型真空设备的设计、调试及使用维修的…     

涡轮分子泵抽气性能计算的误差分析

采用数据回归方法,建立了不同叶片倾角、节弦比条件下单级涡轮叶片正反向传输几率与速度比的数学关系式,通过计算机编程可直接获得单级涡轮叶片的正反向传输几率,进而求出涡轮叶片的抽气性能,提高了计算效率。分别采用涡轮叶片几何中值参数计算方法、沿涡轮叶片齿长逐段积分方法,对单级涡轮叶片和涡轮分子泵的抽气性能进行了计算,并与实验结果进行了对比。发现:采用涡轮叶片几何中值参数计算涡轮叶片抽气性能存在误差,对涡轮分子泵抽气性能的计算值偏高,其计算误差远大于分段积分法的计算误差,后者更适用于对分子泵抽气性能的设计计算。     

间隙对涡轮分子泵抽气特性影响的蒙特卡罗模拟

本文建立了包括间隙泄漏在内的涡轮叶片三维分子动力学抽气模型．运用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法计算单叶列的抽气性能，研究了涡轮分子泵中运动叶列顶端与泵壁间的间隙泄漏效果．计算结果展示出间隙相对叶列长度的大小（间隙比）对压缩比有很大影响，尤其是在高的叶列运动速度和重分子量气体下抽气．间隙效果对抽速影响较小．     

间隙对涡轮分子泵轴气特性影响的蒙特卡罗模拟

本文建立了包括间隙泄漏在内的涡轮叶片三维分子动力学抽气模型。运用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ 方法计算单叶列的抽气性能，研究了涡轮分子泵中运动叶列顶端与泵壁间的间隙泄漏效果。计算结果展示出间隙相对叶列长度的大小（间隙比）对压缩比有很大影响，尤其是在高的叶列运动速度和重分子量气体下抽气。间隙效果对抽速影响较小。     

用传递矩阵计算涡轮分子泵临界转速

高速运转的涡轮分子泵的临界转速计算至关重要。本文论述了用传递矩阵计算涡轮分子泵临界转速的方法，该方法可以解决涡轮分子泵系统的复杂情况（柔性支承、沿轴方向有长机件转子以及回转效应等），并可计算其各阶临界转速。文中列出了电子计算机程序框图并给出一个实例的打印结果。     

关于涡轮分子泵组合叶列传输几率计算公式的修正

本文对原涡轮分子泵组合叶列传输几率计算公式提出修正,新的计算公式可以同时适用于目前泵中叶片长度分段缩短的情况。     

涡轮分子泵在磁场中的问题

随着涡轮分子泵在等离子物理学中应用的增加，在涡轮分子泵附近的强磁场问题，越来越经常地被提出来了。假如涡轮分子泵的旋转叶片，以高速度在磁场中旋转的话，则旋转叶片中的涡流，会引起泵的意外发热。每台涡轮分子泵的磁力线密度，由一系列泵的实验来测定。对磁场比较高的密度来说，必须使用屏蔽元件，因为泵的旋转叶片过分发热，会引起泵的损坏。     

涡轮分子泵入口结构改进的计算研究北大核心CSCD

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。     

涡轮分子泵发展及使用趋势

评述近二十年来涡轮分子泵的发展,并讨论实际的工艺状况,抽速从110升/秒到9000升/秒左右的不同结构的涡轮分子泵已在市场上出售。 阐明了最重要的结构参数(转子几何形状,叶片形状及转速),对涡轮分子泵基本工作特性(抽速和压缩比)的影响。 对单向气流(“立式”)和双向气流(“卧式”)涡轮分子泵,从生产成本、振动情况、可靠性及售出后的服务等方面,作了比较和讨论。 除以传统的油润滑滚珠轴承为基础的分子泵外,近几年在市场上还出现几种使用所谓“干式”轴承的涡轮分子泵。这些具有气体或电磁转子轴承的涡轮分子泵,由于轴承的结构复杂,其价格…     

现代涡轮分子泵理论的研究

由于涡轮分子泵叶轮的线速度比较低(一般小于氮气分子的热运动速度),使得原有的叶列抽气模型不符合泵的实际工作情况。本文用传输几率理论对涡轮分子泵的抽气机理作了探讨,提出了适合于叶片速度比在0～1之间的抽气模型,为改善和提高现代涡轮分子泵在低叶片速度比条件下的抽气性能提供了理论依据。从同样的机理出发,还可以分析原有组合叶列的理论结果与实验结果存在偏差的原因,并建立了组合叶列的修正理论计算公式。最后用实验验证了本文的分析结果。