双螺杆真空泵工作过程数值模拟

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1、第49卷第7期西安交通大学学报Vo1．49NO．72015年7月JOURNALOFXI’ANJIAoTONGUNIVERSITYJu1．2015DOI：10．7652／xjtuxb201507012双螺杆真空泵工作过程数值模拟卢阳，郭蓓，周瑞鑫(西安交通大学能源与动力工程学院，710049，西安)摘要：对等螺距和变螺距2种螺杆真空泵分别进行了分析，通过能量守恒、质量守恒方程及泄漏模型分别计算了2种真空泵工作过程中的气体压力变化及极限真空度、功耗、抽速等性能参数，由此搭建了真空泵实验系统试验台，展开了双螺杆真空泵压力变化及泄漏的实验研究，

2、分析了2种真空泵性能差别的原因及变螺距螺杆真空泵的优势，并对变螺距真空泵性能进行了实验研究。数值模拟结果表明，变螺距真空泵不论在极限真空压力，还是在指示功率大小方面，均优于等螺距真空泵。实验结果表明，所建物理模型能很好地描述真空泵的实际工作过程，对于所研究的机型，变螺距齿型相对于等螺距齿型，其极限真空压力从3．75Pa降低到2．32Pa，指示功率降低了11。以上内容在螺杆真空泵设计和改型，以及螺杆真空泵产品开发和性能的预测方面都有指导意义。关键词：双螺杆真空泵；变螺距；泄漏模型中图分类号：TB752文献标志码：A文章编号：0253-98

3、7X(2015)07-0067-05NumericalSimulationforWorkingProcessinTwinScrewVacuumPumpLUYang，GUOBei，ZHOURuixin(SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Theexistinggradationalleadandconstantleadvacuumpumpswereanalyzedrespectively．Thegeomet

4、ricpropertiesofthesetwotypesofpumps，includingworkingvolume，lengthofcontactline，lengthoftipcircle，andareaofleakage，wereevaluatedaccordingtothegivenrotorprofile．Energyandmassconservationequationsandleakagemodelswereconsideredtoacquiretheperformancesofthesetwotypesofvacuump

5、umps．Gaspressureintheworkingvolume，ultimatevacuum，powerconsumptionandpumpingspeedwerecalculated．Theperformancedifferencesbetweenthegradationalleadandconstantleadvacuumpumpsandtheadvantagesofgradationalleadtypewerediscussed．Thesimulationshowsthatultimatevacuumandindicated

6、powerintheexistinggradationalleadvacuumpumparelowerthanthoseintheconstant1eadvacuumpump，theultimatevacuumreducesfrom3．75Pato2．32Pa．andtheindicatedpowerreducesby11．Keywords：twinscrewvacuumpump；gradationaIleadtype；1eakagemodel干式螺杆真空泵也称无油螺杆真空泵，是近年漏关系的方法来计算真空泵抽速Ⅲ，DirkStrat—迅

7、速发展起来的新型真空设备。国内螺杆真空泵起mann等人对螺杆真空泵抽速曲线进行了测定并建步较晚、发展较慢，此类产品一直依赖进口。立了真空泵热力学过程的简化模型嘲，S．Tadashi对于螺杆真空泵抽速、极限压力的研究，Ohba—对螺杆真空泵的性能计算方法进行了系统分析并与yashi等人提出了一种平衡理论抽速、实际抽速与泄实验结果相对比得到了较为良好的真空泵过程计算收稿日期：2014一10—17。作者简介：卢阳(1991一)，男，硕士生；郭蓓(通信作者)，女，副教授。网络出版时间：2015—04—27网络出版地址：http：∥WWW．cnk

8、i．net／kems／detail／61．1069．T．20150427。1754．002．html西安交通大学学报第49卷方法和性能预测方法引。以上研究均是对螺杆真空todt，可将式(2)转化为泵进行的性