双螺杆水环真空泵工作过程数值模拟

时间:2018-12-26 浏览:
          干式螺杆水环真空泵也称无油螺杆水环真空泵是近年迅速发展起来的新型真空设备。国内螺杆水环真空泵起步较晚、发展较慢,此类产品一直依赖进口。对于螺杆水环真空泵抽速、极限压力的研究,等人提出了一种平衡理论抽速、实际抽速与泄漏关系的方法来计算水环真空泵抽速等人对螺杆水环真空泵抽速曲线进行了测定并建立了水环真空泵热力学过程的简化模型对螺杆空泵的性能计算方法进行了系统分析并与实验结果相对比得到了较为良好的水环真空泵过程计算方法和性能预测方法以上研究均是对螺杆水环真空泵进行的性能模拟。对于涡旋水环真空泵的性能分析方法与之类似等人均对涡旋水环真空泵性能进行了模拟计算,其方法可以借鉴用于螺杆水环真空泵性能分析另外,螺杆压缩机的性能计算方法同螺杆水环真空泵有相似之处这些方法都可以用来分析螺杆水环真空泵的性能。
          本文主要针对等螺距和变螺距双螺杆水环真空泵的工作过程和不同间隙下的泄漏建立了数学模型并进行了数值模拟,同时通过变螺距双螺杆水环真空泵实验对计算结果进行了验证。基本假设由于水环真空泵实际工作过程十分复杂,所以必须进行适当的简化或假设。本文中的螺杆水环真空泵的工作工质为空气,并做出如下假设空气为理想气体;控制容积内各处状态均匀;气体绝热流动,即吸、排气和泄漏通道中的流动过程中没有与外界壁面等进行换热吸、排气气腔容积无限大。吸、排气过程中工作腔内的压力对应的是名义的吸、排气压力。对水环真空泵运行过程整体进行计算时,一般采用龙格-库塔迭代法首先,对整体无泄漏的理论绝热过程进行计算,近似确定整个工作过程中内部工作腔及其相关的腔体内气体状态参数,得到计算初值。然后,将计算值带入程序,同时考虑泄漏等的影响,对工作过程中控制体内的气体状态参数进行迭代计算。如果前后2次计算得到的状态参数之间的相对误差大于给定的终止精度则以前一步计算得到的状态参数作为初值再次进行计算,直到满足给定的终止精度为止。