扩散泵的性能计算

2020-05-03 真空技术网 真空技术网整理

1、扩散泵的(de)抽速S的(de)计算

  参(can)考(kao)公(gong)式(4)

  式中 ω——蒸汽射(she)流(liu)的(de)平均速度

  R(L)、R(O)——分别表示泵筒与喷咀帽的(de)直径(jing)

  a——蒸汽射(she)流(liu)与(yu)泵壁的夹角

  D——气(qi)体在射(she)流中的扩(kuo)散系数

2、扩散泵每级最大压(ya)缩比(P2/P1)max的计算(5)

  式中ω、D——意义同(4)

  L——蒸汽射流长(zhang)度

扩散泵的性能计算公式

  扩散泵的性能计(ji)算公式

3、蒸汽射流流谱的计算(suan)

  扩散泵各级蒸汽射流(liu)(liu)的(de)工(gong)作压强范(fan)围(wei)为10-2~l0-6Pa,在这样宽的(de)领域里,蒸汽流(liu)(liu)从连续(xu)流(liu)(liu)向滑流(liu)(liu)、过渡流(liu)(liu)、分子流(liu)(liu)过渡。用一种(zhong)理(li)(li)论(lun)(lun)解决上述各种(zhong)流(liu)(liu)态中的(de)问题(ti)是很困(kun)难的(de)。通(tong)常(chang),在连续(xu)流(liu)(liu)领域里,可用气体动力学理(li)(li)论(lun)(lun)去处(chu)理(li)(li),在分子流(liu)(liu)领域里,可用分子流(liu)(liu)理(li)(li)论(lun)(lun)去处(chu)理(li)(li)。然而(er),处(chu)理(li)(li)两(liang)种(zhong)流(liu)(liu)态之(zhi)间的(de)问题(ti)也是很困(kun)难的(de)。为此,在处(chu)理(li)(li)蒸汽流(liu)(liu)问题(ti)之(zhi)前,必(bi)须弄清楚所要处(chu)理(li)(li)的(de)蒸汽流(liu)(liu)是属于(yu)那种(zhong)流(liu)(liu)态。

  M.Wutz建议(yi)用(yong)特征碰(peng)撞数Z大于10作(zuo)为应用(yong)气体(ti)动(dong)力学的判据(ju)。

  参考公式 (6)

  式中C——油蒸汽分(fen)子的平均热运动速度(cm/s)

  l——蒸汽(qi)(qi)流中混(hun)合物(wu)分(fen)(fen)(fen)子的(de)平均(jun)自由程,因射流中蒸汽(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)子密度(du)nd》ng(混(hun)合物(wu)中空气分(fen)(fen)(fen)子密度(du)),所(suo)以(yi)l可看成是蒸汽(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)子的(de)平均(jun)自由程(cm)

  L——蒸汽射流的长(zhang)度(cm)

  V——蒸汽(qi)射流的(de)平均速度(du)(cm/s)

  工(gong)作(zuo)(zuo)蒸(zheng)汽(qi)在喷(pen)咀内的(de)(de)流动,可用一维定常等(deng)熵流的(de)(de)公式去计(ji)算,而工(gong)作(zuo)(zuo)蒸(zheng)汽(qi)在喷(pen)咀外(wai)的(de)(de)流动比较复杂,往往是膨胀波、微压(ya)缩波和激波共存的(de)(de)复杂流场。

  关于膨胀波的(de)流场,可用下边的(de)普朗特——迈(mai)耶流公式(shi)(shi)求解。对左伸膨胀波系,其计算(suan)公式(shi)(shi)为:(7)

  对于右伸膨胀波系,其计算公(gong)式为(wei):(8)

  上二式中θ——气流方向(xiang)角

  λ——速度系数

  K——气体绝热指数

  C1,C2——积分常数

  关于(yu)激波流场中(zhong)的气流参数,由下面诸公式计(ji)算。(9)

  式中λ1——激波前(qian)的速度系(xi)数

  λ2x——激波后的速度系数在x轴上的分(fen)量(liang)

  λ2y——激波后(hou)的(de)(de)速(su)度系数在y轴上的(de)(de)分量

  K——气体绝热(re)指数

  (10)

  (11)

  (12)

  上三式(shi)中P1、ρ1、T1及P2、ρ2、T2分别表示(shi)波前(qian)波后的压力,密度及温度

  M1——波前气流(liu)马赫(he)数

  β——激(ji)波(bo)角

  K——气体绝热指数。

  根据膨胀(zhang)波及(ji)激波流(liu)场(chang)中的(de)(de)诸计算式(shi),可绘出(chu)(chu)扩散泵中各级射流(liu)流(liu)谱(如图3中的(de)(de)I级喷咀(ju)流(liu)谱)。显然,喷咀(ju)系统的(de)(de)几何(he)形(xing)(xing)状、级间(jian)距(ju)(ju)离及(ji)压缩(suo)(suo)比等对流(liu)谱和泵的(de)(de)性能有(you)很大(da)影响。为(wei)了确定较(jiao)佳(jia)的(de)(de)喷咀(ju)形(xing)(xing)状、级间(jian)距(ju)(ju)离及(ji)压缩(suo)(suo)比,应绘出(chu)(chu)多(duo)种工况下(xia)的(de)(de)流(liu)谱,选出(chu)(chu)其中一组(zu)较(jiao)佳(jia)数(shu)据为(wei)设计方案(an)。究竟选择那种流(liu)谱为(wei)最佳(jia)方案(an),应考虑下(xia)述原则:

  (1)各级射流不重(zhong)叠。

  (2)应保证第一级射流充分膨胀。

  (3)保证第一级射流有(you)足(zu)够的长度,并且(qie)与泵(beng)壁(bi)的夹(jia)角应尽量小,以利于提(ti)高(gao)何氏系数。

  同样,第一(yi)喷(pen)咀上(shang)的(de)挡油(you)帽位置也应(ying)根据第一(yi)级射(she)流流谱(pu)来确定,即挡油(you)帽的(de)轴向安(an)装位置应(ying)保(bao)证挡住(zhu)第一(yi)级射(she)流流线中垂(chui)直泵壁以(yi)上(shang)的(de)分量。

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