Исследование перетеканий в двухроторном вакуумном насосе типа Рутс с эллиптическим профилем роторов при молекулярном режиме течения газа

Разработан и изготовлен двухроторный вакуумный насос типа Рутс с эллиптическим профилем роторов. Выполнено экспериментальное измерение проводимости его щелевых каналов при различных значениях угла поворота роторов и давления газа. Определена экспериментальная проводимость каналов при молекулярном режиме течения газа. С помощью метода угловых коэффициентов, реализованного в пакете COMSOL Multiphysics, получены расчетные значения проводимости щелевых каналов для двухроторного вакуумного насоса. Отклонения расчетных данных от экспериментальных не превышали 10 %. Верификация и валидация аналитических выражений для проводимости щелевых каналов бесконтактных насосов показали возможность их применения в математических моделях рабочего процесса двухроторных вакуумных насосов.

Литература

[1] Хабланян М.Х., Саксаганский Г.Л., Бурмистров А.В. Вакуумная техника. Оборудование, проектирование, технологии, эксплуатация. Ч. 2. Вакуумные насосы. Казань, Изд-во КНИТУ, 2016. 300 с.

[2] Hoffman D.M., Singh B., Thomas J.H., eds. Handbook of vacuum science and technology. Academic Press, 1998. 835 p.

[3] In S.R., Kang S.P. Analysis of pumping characteristics of a multistage roots pump. Sci. Converg. Technol., 2015, vol. 24, no. 1, pp. 9–15, doi: https://doi.org/10.5757/ASCT.2015.24.1.9

[4] Zhou S., Jia X., Yan H. et al. A novel profile with high efficiency for hydrogen-circulating Roots pumps used in FCVs. Int. J. Hydrog. Energy, 2021, vol. 46, no. 42, pp. 22122–22133, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.04.038

[5] Wu Y.R., Trana V.T. Generation method for a novel Roots rotor profile to improve performance of dry multi-stage vacuum pumps. Mech. Mach. Theory, 2018, vol. 128, pp. 475–491, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.06.009

[6] Бурмистров А.В., Саликеев С.И. Бесконтактные вакуумные насосы. Казань, КГТУ, 2010. 101 с.

[7] Бурмистров А.В. Создание и исследование бесконтактных вакуумных насосов. Дисс. … док. тех. наук. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 363 с.

[8] Райков А.А., Бронштейн М.Д., Бурмистров А.В. и др. Влияние скорости орбитального движения спирали на перетекания в спиральном вакуумном насосе. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2014, № 4, с. 73–82.

[9] Кузнецов В.И. Объемный КПД двухроторных вакуумных насосов. В: Физика и техника вакуума. Казань, Изд-во Казанского ун-та, 1974, с. 177–185.

[10] Бурмистров А.В., Караблинов Д.Г., Бронштейн М.Д. Влияние геометрических параметров эллиптического профиля на характеристики двухроторных вакуумных насосов типа Рутс. Компрессорная техника и пневматика, 2004, № 6, с. 38–40.

[11] Исаев А.А., Саликеев С.И., Бурмистров А.В. и др. Двухроторная машина. Патент РФ 2730769. Заявл. 19.02.2020, опубл. 25.08.2020.

[12] Исаев А.А., Райков А.А., Бурмистров А.В. и др. Проводимость каналов роторного механизма двухроторного вакуумного насоса типа Рутс при молекулярном режиме течения газа. Наноиндустрия, 2022, т. 15, № 1, с. 58–63, doi: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2022.15.1.58.63

[13] COMSOL Multiphysics. License file for Kazan National Research Technology University. C/n 9601045.

[14] Raykov A., Salikeev S., Burmistrov A. et al. The working process of an oil-free claw vacuum pump. A mathematical model for analysis of the pumping characteristics. Vak. Forsch. Prax., 2017, vol. 29, no. 2, pp. 45–49, doi: https://doi.org/10.1002/vipr.201700643

[15] Salikeev S., Burmistrov A., Bronshtein M. et al. Non-contact vacuum pumps. A general-purpose method for conductance calculation of profile slot channels. Vak. Forsch. Prax., 2014, vol. 26, no. 1, pp. 40–44, doi: https://doi.org/10.1002/vipr.201400542

[16] Burmistrov A., Salikeev S., Bronshtein M. et al. Conductance calculation of slot channels with variable cross section. From molecular to viscous flow regime. Vak. Forsch. Prax., 2015, vol. 27, no. 1, pp. 36–40, doi: https://doi.org/10.1002/vipr.201500571