渦旋真空泵理論與實踐

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 真空 1
1.2 真空泵概述 2
1.2.1 真空泵的分類 2
1.2.2 真空泵的主要性能參數(shù) 4
1.3 渦旋干式真空泵的特點與發(fā)展 5
1.3.1 渦旋干式真空泵的特點 5
1.3.2 渦旋干式真空泵國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 6
參考文獻 9
第2章 渦旋真空泵工作原理與型線 11
2.1 渦旋真空泵的工作原理 11
2.1.1 工作腔的變化過程 12
2.1.2 渦旋齒各部分型線的劃分 13
2.1.3 渦旋盤的基本結(jié)構(gòu)參數(shù) 14
2.2 平面曲線嚙合原理 15
2.2.1 平面平動的基本原理 15
2.2.2 平面曲線族的包絡(luò)線理論 17
2.2.3 內(nèi)外共軛型線 18
2.3 渦旋真空泵的理論型線 20
2.3.1 圓漸開線渦旋齒理論 20
2.3.2 變基圓漸開線渦旋齒理論 25
2.4 渦旋齒的型線修正 30
2.4.1 雙圓弧修正 31
2.4.2 雙圓弧直線修正 34
2.4.3 其他修正方法 35
2.5 常用渦旋型線及其發(fā)展 36
參考文獻 39
第3章 渦旋干式真空泵結(jié)構(gòu) 41
3.1 渦旋干式真空泵總體結(jié)構(gòu)和工作過程 41
3.1.1 渦旋干式真空泵總體結(jié)構(gòu) 41
3.1.2 渦旋干式真空泵工作過程 43
3.2 驅(qū)動與傳動機構(gòu) 43
3.2.1 驅(qū)動方式 44
3.2.2 主軸結(jié)構(gòu) 45
3.2.3 防自轉(zhuǎn)機構(gòu) 46
3.3 軸承與支撐 49
3.4 密封與潤滑 51
3.4.1 渦旋干式真空泵中的密封 51
3.4.2 渦旋干式真空泵中的潤滑 53
3.5 動平衡與冷卻 54
3.5.1 動平衡 54
3.5.2 冷卻 56
3.6 排氣閥與氣鎮(zhèn) 57
3.6.1 排氣閥 57
3.6.2 氣鎮(zhèn) 58
參考文獻 59
第4章 渦旋真空泵的力學(xué)分析 60
4.1 渦旋齒工作腔容積的計算 60
4.1.1 工作腔容積 60
4.1.2 吸氣腔容積 61
4.1.3 排氣腔容積 61
4.1.4 壓縮比 64
4.2 渦旋齒氣體力分析 64
4.3 非整數(shù)圈渦旋齒的氣體力分析 67
4.3.1 非整數(shù)圈的定義 67
4.3.2 氣體力分析 68
4.4 渦旋真空泵主要受力分析 68
4.4.1 動渦旋盤的受力分析 68
4.4.2 十字滑環(huán)受力分析 71
4.5 渦旋真空泵的動平衡設(shè)計 72
4.5.1 一次平衡 73
4.5.2 二次平衡 74
4.5.3 SolidWorks在渦旋真空泵動平衡設(shè)計中的應(yīng)用 75
參考文獻 77
第5章 渦旋真空泵的熱力過程和傳熱 78
5.1 渦旋真空泵的熱力過程 78
5.2 渦旋真空泵的泄漏模型 80
5.2.1 泄漏通道 80
5.2.2 密封部位的徑向泄漏質(zhì)量流率 80
5.2.3 密封部分的軸向泄漏質(zhì)量流率 83
5.3 過壓縮與欠壓縮 84
5.4 渦旋真空泵的傳熱 85
5.4.1 吸氣過程換熱 86
5.4.2 工作腔之間的換熱 87
5.4.3 機殼內(nèi)氣體的換熱 88
5.5 機械摩擦 88
參考文獻 90
第6章 渦旋真空泵主要性能參數(shù) 91
6.1 渦旋真空泵的間隙大小 91
6.2 渦旋真空泵的抽氣速率 92
6.3 渦旋真空泵的極限壓力 92
6.4 渦旋真空泵的功率 93
6.5 設(shè)計計算實例 94
6.5.1 主要參數(shù) 94
6.5.2 設(shè)計計算 95
參考文獻 96
第7章 渦旋真空泵的噪聲 97
7.1 噪聲評價 97
7.1.1 聲壓、聲強和聲功率 97
7.1.2 聲壓級、聲強級和聲功率級 98
7.1.3 噪聲頻譜 99
7.1.4 響度級和等響曲線 101
7.1.5 A聲級和等效連續(xù)A聲級 102
7.2 主要噪聲來源 103
7.3 噪聲測試實驗 104
7.3.1 測試條件 104
7.3.2 測試位置 105
7.3.3 測試結(jié)果分析 106
7.3.4 噪聲測試實驗總結(jié) 114
參考文獻 115
第8章 渦旋真空泵內(nèi)的流動模擬 116
8.1 計算流體力學(xué)基礎(chǔ) 116
8.1.1 控制方程 116
8.1.2 湍流模型 118
8.1.3 定解條件 120
8.1.4 數(shù)值求解 120
8.2 渦旋腔內(nèi)氣體流動的CFD 模擬 121
8.2.1 幾何模型的建立 121
8.2.2 計算域網(wǎng)格生成 123
8.2.3 動網(wǎng)格方法 124
8.2.4 數(shù)值模擬基本設(shè)置 127
8.2.5 模擬結(jié)果與測試結(jié)果比較分析 128
8.3 渦旋真空泵內(nèi)的流動過程與規(guī)律 135
8.3.1 渦旋真空泵內(nèi)流動過程分析 135
8.3.2 渦旋真空泵內(nèi)流場分析 137
8.4 渦旋真空泵內(nèi)熱場分析 140
參考文獻 143
第9章 渦旋真空泵的應(yīng)用 145
9.1 渦旋真空泵在薄膜工程中的應(yīng)用 146
9.2 渦旋真空泵在醫(yī)療設(shè)備上的應(yīng)用 148
9.2.1 渦旋真空泵在醫(yī)療負壓抽氣系統(tǒng)中的應(yīng)用 148
9.2.2 渦旋真空泵在蛋白質(zhì)類藥物制備中的應(yīng)用 149
9.3 渦旋真空泵在大科學(xué)工程和先進儀器上的應(yīng)用 150
9.3.1 渦旋真空泵在同步輻射光源中的應(yīng)用 150
9.3.2 渦旋真空泵在超導(dǎo)托卡馬克裝置中的應(yīng)用 152
9.3.3 渦旋真空泵在掃描電子顯微鏡中的應(yīng)用 153
9.3.4 渦旋真空泵在質(zhì)譜儀中的應(yīng)用 154
參考文獻 155