油擴散泵結構對蒸汽射流場影響的數值研究.pdf

1、油擴散泵與其他種類真空泵相比，結構更為簡單，無運動部件，沒有振動與噪聲，使用方便，壽命長，成本低，因此被廣泛應用于各科學研究和工業(yè)生產領域中，如電子、冶金、化學、原子能等工業(yè)部門和空間技術等。擴散泵工作介質為擴散泵油，盡管在結構上采取了一些措施，但擴散泵油向高真空一側返流造成的油污染問題一直是制約擴散泵應用的主要原因。
　　提高抽氣性能、抽氣穩(wěn)定性、降低返油率是擴散泵需要解決的主要問題，其中，低返油率擴散泵是當前科研、生產單位研發(fā)

2、的重點。擴散泵的返油與一級噴嘴形狀、尺寸、多級串聯噴嘴間距、擋油帽形狀、尺寸、擋油環(huán)設置位置等因素有關，這些因素決定了擴散泵油蒸汽的射流狀態(tài)和流場結構。通過流場結構分析可以更好地理解擴散泵的抽氣和返油機理，通過射流場控制可以有效地減少返流。由于擴散泵經典理論難以準確描述和定量反映擴散泵油蒸汽射流流動特性，本文在分析擴散泵抽氣機理的基礎上，運用計算流體力學軟件Ansys-workbench，以K800擴散泵為計算原型，對其內部蒸汽射流場進

3、行了數值模擬，得到了第一級噴嘴結構、擋油環(huán)位置、擋油帽尺寸、串聯噴嘴級間距對擴散泵射流場的影響結果，對理解擴散泵抽氣機理、改進擴散泵抽氣性能、減少返油率均具有一定的指導意義。
　　數值模擬結果表明，噴嘴出口速度受喉部尺寸的影響，噴嘴出口速度隨喉部間隙減小而增大，隨噴嘴張角增大而增大;擋油帽過長或者過短都不利于擴散泵抽氣，存在與射流場匹配的最佳擋油帽結構尺寸，此時返油率較低;擋油環(huán)的位置影響蒸汽射流流場分布及渦旋的形成，決定擴散泵的