Сравнение эффективности многолопастных роторов вакуумных насосов внешнего сжатия

Рассмотрены двухроторные вакуумные насосы с роторами, имеющими разное число лопастей. Для двух-, трех- и четырехлопастных роторов с эллиптическим профилем рассчитаны коэффициенты использования объема и проводимости каналов роторного механизма. Определены параметры профилей, обеспечивающие наилучшее сочетание этих коэффициентов. Установлено, что в четырехлопастном профиле ротора перетекание газа меньше, чем в двух- и трехлопастных, но из-за меньшего радиуса расточки корпуса при одинаковом межцентровом расстоянии он имеет наихудший коэффициент использования объема. Наибольшую эффективность по быстроте действия и максимальной степени повышения давления показал насос с трехлопастным профилем ротора.
EDN: NSXYOQ, https://elibrary/nsxyoq

Литература

[1] Хабланян М.Х., Саксаганский Г.Л., Бурмистров А.В. Вакуумная техника. Оборудование, проектирование, технологии, эксплуатация. Ч. 1. Инженерно-физические основы. Казань, Изд-во КНИТУ, 2013. 232 с.

[2] Демихов К.Е., Панфилов Ю.В., ред. Вакуумная техника. Москва, Машиностроение, 2009. 590 с.

[3] Tran-The V., Do-Anh T. A tooth profile design for roots rotors of vacuum pump. In: ACOME-2017. Springer, 2018, pp. 1003–1016, doi: https://doi.org/10.1007/978-981-10-7149-2_70

[4] Vecchiato D., Demenego A., Argyris J. et al. Geometry of a cycloidal pump. Comput. Methods Appl. Mech. Eng., 2001, vol. 190, no. 18–19, pp. 2309–2330, doi: https://doi.org/10.1016/S0045-7825(00)00236-X

[5] Hsieh C.-F., Hwang Y.-W. Study on the high-sealing of roots rotor with variable trochoid ratio. J. Mech. Des., 2007, vol. 129, no. 12, pp. 1278–1284, doi: https://doi.org/10.1115/1.2779897

[6] Wang S., Li H., Zhao Y. at al. The improvement study of involutes profile type rotor profile in Roots vacuum pump. Int. Conf. on New Technology of Agricultural, 2011, pp. 251–253, doi: https://doi.org/10.1109/ICAE.2011.5943796

[7] Li Z., Wang X. New cycloid rotor profiles design under different rolling circle radii for Roots vacuum pumps. SN Appl. Sci., 2022, vol. 4, no. 10, art. 280, doi: https://doi.org/10.1007/s42452-022-05174-x

[8] Li Z., Yang S., Wang X. at al. Analysis and construction of a parabolic rotor profile for Roots vacuum pumps. J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1952, art. 042108, doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1952/4/042108

[9] Tran N.-T., Nguyen D.-M. Analysis of flow characteristics of cylindrical and helical type multi-lobe roots blower. Eureka: PE, 2023, no. 1, pp. 67–75, doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2023.002578

[10] Zhou S., Jia X., Peng X. at al. The effects of design parameters on performance of a novel roots profile. Int. J. Hydrog. Energy, 2023, vol. 48, no. 6, pp. 2368–2384, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.10.023

[11] 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.

[12] Бурмистров А.В., Саликеев С.И., Бронштейн М.Д. Прямые и обратные потоки в бесконтактных вакуумных насосах. Казань, Казан. гос. технол. ун-та, 2009. 232 с.

[13] Малин И.А., Райков А.А., Бурмистров А.В. Повышение эффективности двухроторной машины внешнего сжатия с трехлопастным профилем роторов. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2024, № 11, с. 72–78. EDN: KUJZWI

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

[15] TwinMesh CFX Berlin license file for Kazan National Research Technological University. C/n 13449.