螺旋槽牵引结构粘滞流态气体流动特性的CFD模拟

2013-04-05 陈大鹏 合肥工业大学机械与汽车工程学院

  采用计算流体力学(CFD)方法对螺旋槽牵引结构在粘滞流态下的气体流动规律进行了数值模拟,研究了在固定压缩比下螺旋槽牵引结构抽气通道内的压力场、流场变化情况,横截面平均压力,各横截面平均压力与特征长度的乘积以及各横截面与转子进口处的平均压力比。模拟结果表明:通道内的压力变化在抽气通道出口处增大;横截面平均压力呈指数分布;抽气通道各横截面平均压力与特征长度的乘积呈线性分布;各横截面与转子进口处的平均压力比呈指数分布;在靠近出口处有漩涡产生并且漩涡随着压强的增大而增大。本文研究结果表明:计算流体力学(CFD)方法可以有效地模拟真空环境下螺旋槽牵引结构在粘滞流态下的抽气特性。

  螺旋槽牵引结构由于结构简单,可以获得较高的压缩比,被广泛应用于复合分子泵压缩级以及高真空直排大气干泵中。基于克努曾数(Kn= 分子的平均自由程/ 特征长度),螺旋槽牵引结构内的空气流动分为三个不同的阶段:分子流(Kn>10),过渡流(0.1<Kn<10),粘滞流(Kn≤0.1)。对于不同流态下的螺旋槽牵引结构的抽气特性人们提出了许多理论分析方法。对于分子流态,主要有蒙特卡洛(Monte Carlo)方法,统计学方法以及积分方法。对于过渡流态,一般采用半经验公式以及直接蒙特卡洛(Direct Simulation Monte Carlo)方。对于粘滞流态,目前国外研究人员引入了计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法。

  求算方式气体流体力学性(CFD)技巧是凭借参数技巧求根服务质量、动量、能力、酚类化合物及自名词解释的标量等高中物理量的微分方程式组,刷快纯净水、导热、传质等过程中的细节处。近年,整个市场上非常多的求算方式气体流体力学性(CFD) 图片手机app, 如PHOENICS,FLUENT,NUMECA, ANSYS CFX 和STAR- CD 等网络综合考虑到图片手机app对求算方式机服务器硬件符合要求、求算方式gps精度和求算方式日子等问题,文中通过ANSYS CFX 13.0 对螺旋叶片槽制动型式在粘滞流态下的抽气特征进行参数模拟机。

1、螺旋槽牵引结构的CFD 模拟

1.1、几何模型

  从文中以四叶轮变槽深锥型槽叶轮,光滑平整圆筒形定子的锥型槽牵引带组成部分为调查男朋友,其叶轮是多少呢整治图甲中1 图甲中,中间,OO1 为中心站轴,R 为叶轮外径,R1 为抽气绿色短信通道进出口处內径,R2 为抽气绿色短信通道进出口处內径,H 为叶轮高。

螺旋槽牵引级结构

图1 螺旋叶片槽牵引机级构成

1.2、创建流体域

  会因为这篇文章所理论研究的四叶子变槽深回旋槽定子和叶轮的以下叶子基本同,还有就是以下叶子内的直角也基本同,因为,只需对定子和叶轮的1/4 周期公式去模拟机确定就行了。这篇文章组建的介质域如同2 随时。这里面,S1 为国外端静子,R1 为定子和叶轮,S2 为出口处端静子。

流体域模型

图2 水射流域绘图

1.3、网格划分

  在CFD模拟网算的过程中 中。网格的效率会显著性的应响算的定位精度和一致收敛的速度慢。从文中按照有着先进的的O 型网格的技术的ANSYS ICEM CFD 采取网格细分。如图已知已知甲如下如图已知已知甲如下是3 如图已知已知甲如下是,S1,R1,S2 三部曲分的网格均按照型式性网格细分。相对S1,如图已知已知甲如下如图已知已知甲如下是3(a)如图已知已知甲如下是,在与R1 联系处,很近平整平整平整圆柱边界层处均按照网格采取加密文件解密。相对S2,如图已知已知甲如下如图已知已知甲如下是3(b)如图已知已知甲如下是,在与R1 联系处,很近平整平整平整圆柱边界层处和很近定子和马达转子轮毂处采取网格采取加密文件解密。相对R1,如图已知已知甲如下如图已知已知甲如下是3(c)和图3(d)如图已知已知甲如下是,在与S1,S2 联系处,很近茶叶处,很近平整平整平整圆柱边界层和很近定子和马达转子轮毂处采取网格采取加密文件解密。