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两叶与三叶转子气冷式罗茨真空泵气动噪声分析

点击次数:476 发布时间:2017-04-20

两叶与三叶转子气冷式罗茨真空泵气动噪声分析

  气冷式罗茨真空泵的噪声主要由机械噪声和气动噪声组成,气动噪声具有强度高、危害大的特点,是气冷式罗茨真空泵的主要噪声。应用FLUENT 软件动态模拟泵的内部流场,对两叶、三叶转子的气冷式罗茨真空泵的气动噪声进行比较,分析气动噪声产生的来源,为设计低噪声的气冷式罗茨真空泵提供参考。同时对两种转子的气冷式罗茨真空泵的噪声进行测试,三叶转子的气冷式罗茨真空泵的噪声明显低于两叶转子的气冷式罗茨真空泵。

  气冷式罗茨真空泵具有结构简单、工作可靠,能够在高压差和高压缩比下正常运行,缩短大容器的抽空时间等优点,近年来广泛应用于大型空间模拟装置、汽轮机动平衡装置以及化工等各行业,市场前景广阔、经济效益显著。但存在着噪声大的缺点,不仅污染了环境,也恶化了工作条件,限制了它的进一步应用,因此气冷式罗茨真空泵的噪声研究得到了广泛关注。认为气冷式罗茨真空泵的噪声主要由气动噪声和机械噪声构成,气动噪声具有强度高、危害大的特点,是气冷式罗茨真空泵的主要噪声。气动噪声主要由气体脉动产生的旋转噪声和紊流产生的涡流噪声组成。

  在中心距和外圆半径相同的条件下,三叶圆弧摆线转子气冷式罗茨真空泵的容积利用系数比两叶圆弧摆线转子气冷式罗茨真空泵高。目前国内气冷式罗茨真空泵的转子型线基本上是两叶宽头圆弧摆线,采用三叶圆弧摆线型线,可提高抽气效率。本文应用FLUENT 软件数值模拟泵的内部流场,对两叶、三叶圆弧摆线转子型线气冷式罗茨真空泵的气动噪声进行研究,分析气动噪声产生的来源,为设计低噪声的气冷式罗茨真空泵提供参考。

1、计算模型

  1.1、基本方程

  (1) 连续性方程

  (2) 运动方程

 

  (3) 能量守恒方程

  式中ρ 是密度,t 是时间,ui 是速度矢量,u、v、w是速度矢量ui 在x、y、z 方向的分量。p 是流体微单元体上的压力,μ 是动力粘度,Su,Sv,Sw 是动量守恒方程的广义源项,cp 是比热容,T 为温度,k为流体的传热系数,ST 为粘性耗散项。

 
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