Потери во входном и выходном трактах безмасляного спирального вакуумного насоса

Спиральные вакуумные насосы широко используют для получения низкого и среднего безмасляного вакуума. В России производство спиральных насосов только начинается, и для их разработки и совершенствования необходим надежный метод расчета характеристик. Математическая модель насоса должна учитывать перетекания между рабочими полостями, теплообмен, тепловые деформации спиральных элементов, подвижность стенок каналов, сопротивление входного и выходного трактов. В данной работе путем моделирования с помощью метода конечных объемов получены значения коэффициентов расхода входного и выходного трактов типового спирального насоса. Геометрия выходного тракта изменяется в зависимости от угла поворота приводного вала, поскольку при движении подвижной спирали происходит частичное перекрытие отверстия выхлопа, поэтому для выходного тракта расчеты проведены для различных положений подвижного спирального элемента. Выполненные расчеты охватывают области ламинарного и турбулентного режимов течения. Рассчитаны зависимости быстроты действия от входного давления, с использованием полученных значений коэффициентов расхода. Показано, что влияние сопротивления трактов на быстроту действия проявляется только в области низкого давления.

Литература

[1] Капустин Е.Н., Капустин А.Е., Бурмистров А.В., Саликеев С.И. Создание высокотехно-логичного производства безмасляных спиральных вакуумных насосов в России. Вестник Казанского технологического университета, 2014, т. 17, № 19, с. 280–283.

[2] Chen Y., Halm N.P., Groll E.A., Braun J.E. Mathematical modeling of scroll compressors–part I: compression process modeling. International Journal of Refrigeration, 2002, vol. 25, no. 6, pp. 731–750.

[3] Chen Y., Halm N.P., Groll E.A., Braun J.E. Mathematical modeling of scroll compressors–part II: overall scroll compressor modeling. International Journal of Refrigeration, 2002, vol. 25, no. 6, pp. 751–764.

[4] Pietrowicz S., Yanagisawa T., Fukuta M., Gnutek Z. Mathematical Modeling of Physical Processes in the Scroll Compressor Chamber. International Compressor Engineering Conference, 2002, paper 1589. URL: http://docs.lib.purdue.edu/icec/1589 (дата обращения 15 января 2017).

[5] Blunier B., Cirrincione G., Hervé Y., Miraoui A. A new analytical and dynamical model of a scroll compressor with experimental validation. International Journal of Refrigeration, 2009, vol. 32, no. 5, pp. 874–891.

[6] Rong C., Wen W. Discussion on leaking characters in mesoscroll compressor. International Journal of Refrigeration, 2009, vol. 32, no. 6, pp. 1433–1441.

[7] Ooi K.T., Zhu J. Convective heat transfer in a scroll compressor chamber: a 2-D simulation. International Journal of Thermal Sciences, 2004, vol. 43, no. 7, pp. 677–688.

[8] Lin C., Chang Y., Liang K., Hung C. Temperature and thermal deformation analysis on scrolls of scroll compressor. Applied Thermal Engineering, 2005, vol. 25, no. 11–12, pp. 1724–1739.

[9] Райков А.А., Саликеев С.И., Бурмистров А.В. Исследование потерь во входном и выходном трактах кулачково-зубчатого вакуумного насоса. Компрессорная техника и пневматика, 2009, т. 8, с. 13–18.

[10] Райков А.А., Бурмистров А.В., Саликеев С.И., Капустин Е.Н. Моделирование течения газа во входном и выходном трактах спирального вакуумного насоса. Вакуумная наука и техника. Матер. XXIII науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов, Судак, 21–28 сентября 2016, Москва, НОВЕЛЛА, 2016, с. 70–74.

[11] КОМПАС-3D V9. Руководство пользователя. Аскон, 2007. 204 с.

[12] Райков А.А., Якупов Р.Р., Саликеев С.И., Бурмистров А.В., Бронштейн М.Д. Всережимная математическая модель рабочего процесса спирального вакуумного насоса. Компрессорная техника и пневматика, 2014, № 1, с. 18–25.

[13] Сагитов А.Р., Райков А.А., Саликеев С.И., Бурмистров А.В. Математическая модель спирального безмасляного вакуумного насоса. Вакуумная техника и технология. Матер. VI Рос. студенческой науч.-техн. конф., Казань, Изд-во КНИТУ, 2013, с. 95–96.

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

[15] Ибрагимов Е.Р. Повышение эффективности спирального компрессора сухого сжатия. Дис. ... канд. техн. наук. Казань, 2009. 136 с.