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上海博迅单侧涡旋干式真空泵内气体流动的CFD模拟

[导读]本文建立了单侧涡旋干式真空泵流动区域的数值计算模型,上海博迅医疗生物仪器股份有限公司并基于CFD通用软件ANSYS-CFX和动网格技术建立了干式涡旋真空泵内瞬态流动的仿真模型,分析了泵内的工作过程,及存在"欠压缩"和"过压缩"时涡旋干泵内热场分布。

涡旋干式上海博迅BX-1旋片式真空泵具有清洁无油 [1] 、性能可靠、工作压力范围宽、扭矩变化小、适应恶劣运行条件能力强、低振动、低噪声等特点 [2,3] ,被广泛应用于半导体产业、化工、制药、科学仪器等重要行业和领域。在实际工况下,涡旋干式真空泵有可能面临复杂苛刻的抽气条件,如温度和压力的变化、腐蚀性气体、粉尘颗粒等 [4] ,因此,进一步研

究泵内的流体力学和热力学特征十分必要。计算流体力学[5] (CFD, Computational FluidDynamics) 发展迅速并被应用于流体机械内部流场的研究。在真空泵技术领域不断有 CFD 成功应用的成果被报道,Boulon [6] 和 Cheng [7,8] 等研究了复合分子泵 Holweck 排气级和涡轮增压泵内的流动模拟问题;Wang [9] 等对不同运转条件下蒸汽喷射泵的性能进行了数值计算。针对涡旋干式真空泵,依据由分子平均自由程和几何特征尺寸决定的克努森数 Kn,其内部流动状态除粘滞流外,还可能存在滑移流、过渡流甚至分子流态。在吸气压力较高时,上海博迅BX-0.5旋片式真空泵泵内气体流动以粘滞流和滑移流为主时,由于气流量和负荷较大,涉及许多关键的应用和设计问题,如关键零件的受热膨胀变形、功率消耗、气动噪声等,此时,CFD 方法能够提供流体力学和热力学的精确分析。


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