离心真空泵气动设计技术探讨

高效真空泵的设计技术对工业节能具有重要意义。根据真空泵的设计要求，根据叶片的工作叶轮的形式和设计要点参数，分析讨论了叶片载荷分布形式和分流叶片的弦和圆周位置对性能的影响。真空泵。离心真空泵的气动设计。使用三维数值模拟软件计算不同叶片扩压器角度的性能曲线和内部流量。为了充分考虑真空泵内部流动的不对称性，本文采用全通道计算，并对离心式压缩机转子，叶片扩散器和蜗壳的内部流动特性进行了分析。结果表明，叶片载荷分布形式以及分流叶片的弦和圆周位置对流量，出风角度和效率有较大影响。通过改变叶片扩压器的角度，可以平移离心式真空泵的特性线，从而使离心式真空泵在整个工作过程中始终在高效率区域工作，从而达到节能的目的。真空泵的功能是通过抽吸一个或多个体积体的气体使体积体达到一定真空度。在许多工业生产过程中（例如真空过滤，真空进料，真空蒸发，真空浓缩，真空回潮和真空脱气等），需要真空泵才能达到一定的真空环境。因此，真空泵广泛用于石油和化学工业。 ，机械，采矿，轻工，医药和食品。许多国外在真空泵方面做了很多研究工作。其中，德国MANTurbo公司z *非常出色。他们已经形成了一系列的产品。在中国，离心，轴流，斜流压缩机及其组合，扩散器和蜗壳的研究主要在涡轮增压器，微型燃气轮机和活塞发动机的航空发动机领域进行。单鹏等。研究了径流和斜流压缩机的任意曲面长短叶片的建模和逆问题优化方法，开发了相关程序，并使用Numeca软件进行了数值验证。程国强等等。通过使用有限差分NS方程开发了涡轮泵模型，其中包括扩展的湍流模型和合理的转弯静态界面。该模型可以应用于当前的高性能，通用涡轮泵的设计和分析。但是，该模型仅考虑了进口导向叶片和离心式叶轮，而没有考虑径向扩散器和蜗壳的组成部分。坐骑J.S.等。研究了后掠式离心叶轮内部的复杂流动，结果表明，叶端压力泄漏梯度主导了离心叶轮的内部流场和出口速度分布的不均匀性。由于早期计算条件的局限性，在对蜗壳进行数值计算时，主要假设入口是均匀的流场。潘等人通过实验研究表明，蜗壳的不对称性导致进气流场的不均匀性。王其臣等。进行了蜗壳沿进气口圆周方向非均匀流动的数值模拟。结果表明，在设计条件下，蜗壳的周向流动是相对均匀的。在变化的条件下，蜗壳附近的流动表现出强烈的不均匀性。这种不均匀性导致叶轮轴向载荷的周期性变化。 Steglich研究了蜗壳和叶片扩散器在不同条件和内部流场下的匹配。李彦斌等。通过将离心叶轮，叶片扩压器和蜗壳耦合进行了数值研究，并分析了由蜗壳的内部流动以及蜗壳与扩压器之间的相互作用引起的流动现象。在不同的工况下，蜗壳入口的周向流动不均匀。结果表明：在设计流量和大流量情况下，回流会发生在叶片扩散器通道靠近对称蜗壳，而偏心蜗壳仅在高流量时返回。在非设计流量下，静态组件的内部损耗都大于设计流量，这在大流量下尤为明显：扩散器的内部损耗占固定组件总损耗的80％以上，蜗壳的内部损耗小于20％，叶片扩散器的内部损耗在小流量时所占比例小于高流量条件。但是，关于真空泵的设计要点的设计参数的选择和相关设计技术的研究很少。因此，本文讨论了真空泵的设计技术。结论根据真空泵的设计要求，对设计点的设计参数的选择和设计技术进行了讨论和分析，完成了离心叶轮，径向扩散器和蜗壳的气动设计。对性能曲线进行了仿真，主要结论如下：（1）对于离心叶轮的尖端，载荷向后移动，即采用后载荷设计，以减少尖端的二次流。并减少损失。为了确保其非设计点性能和喘振裕度，可以在设计期间选择适当的负迎角。 （2）分流叶片的弦向长度和周向位置对离心叶轮的处理量和效率有较大的影响。分离叶片的弦长太大或太小都会导致效率降低。通过偏向吸力表面可以避免圆周位置。分流叶片侧面和压力表面上的通道过小，从而减少了损失。 （3）为了使真空泵在高效区域工作，可以采用调节叶片扩散器叶片角度的方法来平移真空泵的特性线，以确保真空泵可以在高效率区域工作。高效率区域，即使它偏离设计流量。这样可以节省很多能量。