爪型干式真空泵流动场的数值模拟

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近年来,随着电子工业、化学工业、薄膜及冷冻干燥行业的蓬勃发展,越来越多的行业要求有清洁的、没有油蒸汽存在的真空环境作为其生产基础,因此市场对干泵的需求也越来越迫切。本课题所研究的四级全爪型干式真空泵就是干泵的一种,这种四级爪型干式真空泵在较宽的压力范围内有较大的抽速;可以不接前级泵而直排大气;在工作过程中,抽气腔内无任何工作液,保证了被抽空间不受污染;还能够抽除气体携带的金属粉尘和矿物颗粒。它主要应用于半导体、石化、冶金、食品、医药等行业。 本课题采用有限体积法(FVM),在专业流体有限元分析软件CFX5.7的环境下,对爪型干式真空泵内部流动场进行了分析,并在此基础上对气体中所挟带的氮化铝杂质颗粒的运动进行了模拟。 作者在现有的资料和实验条件下,首先根据样本数据对样本中的抽速为30L/s四级全爪型干式真空泵进行了设计计算及核算,而且根据设计尺寸建立了三维实体模型,并进行了拟实装配,确保设计尺寸与样本尺寸无太大的偏差。 作者查阅了大量相关文献,在流体力学方面,对现有的几个计算流体力学模型进行了分析研究,最终选择了k-ε二方程模型,并对其进行了一些修正,使其能够符合本次模拟的条件。在颗粒运动方面,作者借鉴了流化床模拟计算中的颗粒运动模型,并根据本次模拟的具体情况对其进行了修正。 作者在之前建立的四级爪型干式真空泵实体模型的基础上,根据分析问题的需要,又建立了分析用的实体模型。在CFX5.7及其相关软件的帮助下,进行了网格划分、模型的前处理、数值计算以及结果的后处理等工作。并对所得的结果进行了一系列分析与讨论。
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