Введение к работе
Актуальность рагіоти
Двухроторние вакуумные насоси (ДВЮ вошли з вакуумную технику,
j начале 40-х годов нашего столетия как вариант воздуходувки Руте
і прочно заняли место бустерных вакуумных насосов, работающих в
фомежуточной области'давлении между форвакуумними насосами СФВН)
і масляним уплотнением и диффузионными высоковакуумннми насосами.,
Ьследние годы сфера применения ДВН постоянно расширяется. Исполь
зование ДВН для откачки газов с различной молекулярной массой, за--
пленных и агрессивных газовых сред, потребность в безмасляних
редствах откачки ставят задачу совершенствования как самих ДВН;
ак и агрегатов на их основе. Последние тенденции в развитии ДВН
вязаны с повышением быстроходности и улучшением профилирования,
озданием многоступенчатых агрегатов с регулировкой частоты враце-
ия роторов по ступеням, применением нетрадиционных форвакуумних,
асосов Снапример, типа NorteyD, устранением прони новения паров
асла в рабочую полость, организацией эффективного охлаждения
оторов. '
Однако реализация этих задач сдерживается из-за недостато'чоа азработки методов теоретического анализа ДВН. Имеющиеся в литера-1фо теоретические сведения не позволяют проводить перерасчет стічних характеристик при замене откачиваемого газа, интервала ра-зчих давлений и да^е выбирать расч-зтным путем оптимальную частоту эацения роторов и быстроту откачки ФВН. Отсутствует метод расчот-)го определения одного из основных откачных параметров ДВН - ыак-імального отношения давлений. Нет" надежного метода расчета прово-імости целей ДВН, что затрудняет оптимизацию профиля роторов с !лью уменьшения встречных перетеканий.
Поэтому задача разработки теории и построения на ее основе тода расчета откачных характеристик ДВН является актуальной, а учетом большого количества выпускаемых насосов и экономически лесообраэной. ль работы:
-
Анализ суяеетву^щих методов расчета откачных харахтерис-к ДВН и проводимостей каналов сложной геометрии.
-
Исследование процесса объемно-скоростной откачки и пост-екие метода расчета исходной, располагаемой и реализуемых хара-еристик ДЗН для любых газов, частот вращения роторов, ФВН.
-
Математическое моделирование процесса перекоса газа в ка-
налах, образованных движущимися стенками сложной геометрии.
-
Комплексное экспериментальное исследование ДВН, статических и динамических проводимостей целей различной геометрии.
-
Обобщение полученных данных по молекулярной массе откачи-ваемых газов. Разработка рекомендаций по инженерному расчету и oi тимизации откачных параметров ДВН и агрегатоз.
Научная новизна
Впервые разработаны теоретические основы процесса объемно-скорое ной откачки. К перетеканиям через цели ДВН применена теория молекулярных насосоз. Впервыз получены уравнения для расчета максимального отношения.давлений и выявлен ряд закономерностей изменени; откачных параметров. Введено новое понятие - лимитное отношение давления. Проведено-обобщение откачных характеристик по молекуля] иоЯ масса откачиваемых газоз.
. Получоїш уравнения для расчета вероятностей перехода молеку. чороз каналы сложной геометрии. Рассчитаны коэффициенты проводимі ста для целей различных геометрий, в том числе, для переманной п< углу поворота роторов межроторной цели. Впервые проанализирована модель двухроторного молекулярного насоса СДМЮ.
Впервыо проведено многофакторное экспериментальное последов; ние откачных характеристик ДВН, статических и динамических прово-димостей целей роторного механизма. Практическая значимость
Разработанный метод расчета откачных характеристик ДВН выявляют взаимосвязь откач;шх парамэтров а полного ряда факторов* по: воляст проводить оптимизации по любому параметру как на стадии проектирования, так и в процесса эксплуатации ДВН. Для агрегатов с регулируемой скоростью роторов особошю ценным является возмож кость оперативного перерасчета и оптимизации характеристик при з; мена откачиваемого газа и частоты вращения роторов.
Соэдашшэ алгоритмы расчета статических и динамических проы дикостей позволяет проводить оптимизацию профилей роторов с целы умоиьшвния обратных перетеканий.
Разработанный методы и программы расчета внедрены на предпр; ятии "Вакууммаа" при модернизации существущих и проектировании новых агрогатов на базе ДВН, а также при анализе молекулярных ст; пеней комбинированного турбомолекулярного насоса. Программы на Э! используется также в учебном процессе КХТИ.
пробация работа
атериалы лпссортацин докладывались на.Всесоюзной научно-техпичес-эй конференции "Состояние и перспективы развитая вакуумной тохни-л" (Казань,1991г.), 4 Мозроспублзжавской конференции студентов ров СССР "Холодильные и компрессорные машины и установки" СКа-їяь, 1983г.), 4 Всесоюзной студенческой научной конференции "ІІкто-:ификацяя тепло- и массообмоппых процессов в химической тохноло-ш"(Казань, 1989г.3, научно-технических семинарах и отчетных концепциях КХТИ С1986-159ІГТ.) и НИЕН С 1692г.). груктура и объем работы
іссертация состоит из введення, четырех глав, заюточения й прило-нгай. Работа изложена па 192 стр. и включает 82 рисунка па 48 *р., 24 таблицы, четыре прплоззпая па 22 стр, блблзсграйзв па 10 р., содерЕацул 102 наименования. .