Определение перетеканий газа через торцовый зазор в дисковом вакуумном насосе

Представлена математическая модель течения газа в торцовом зазоре дискового вакуумного насоса в молекулярном режиме течения газа. Расчет основан на использовании метода МонтеКарло (методе пробной частицы). Математические зависимости позволяют проследить траекторию молекулы от момента старта с поверхности входа до выхода из зазора и вычислить вероятности прямого и обратного перехода молекул газа через торцовый зазор между вращающимся и неподвижным диском. Взаимодействие молекул газа с поверхностью дисков описывается диффузным законом отражения при коэффициенте аккомодации равном единице, распределение молекул по скоростям теплового движения описывается законом Максвелла. Представленная модель позволяет определить проводимость зазора, величину потока перетеканий через зазор и максимальный перепад давлений на уплотнении при нулевом потоке перетеканий. В результате расчётов установлено влияние геометрических параметров зазора и скорости вращения дисков на проводимость зазор. DOI: 10.7463/aplts.0615.0822881

скорость, математическая модель, уплотнение, проводимость, вероятность, метод Монте-Карло, перетекания, торцовый зазор

1. Демихов К.Е., Панфилов Ю.В., Никулин Н.К. и др. Вакуумная техника: Справочник / под общ. ред. К.Е. Демихова, Ю.В. Панфилова. М.: Машиностроение, 2009. 590 с.

2. Демихов К.Е., Макаров А.М., Никулин Н.К., Свичкарь Е.В. Методика расчета откачной характеристики кинетического высоковакуумного насоса // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 5. DOI: 10.18698/2308-6033-2013-5-765

3. Шемарова О.А., Никулин Н.К. Определение проводимости в молекулярном и переходном режимах течения газа методом частиц в ячейках // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 5. DOI: 10.18698/2308-6033-2013-5-753

4. Шемарова О.А., Никулин Н.К. Математическое моделирование течения разреженного газа при наличии возмущающих воздействий // Вакуумная техника, материалы и технология: матер. VIII Международной научно-технической конференции / под ред. докт. техн. наук, проф. С.Б. Нестерова. М.: НОВЕЛЛА, 2013. С. 105-111.

5. Демихов К.Е., Никулин Н.К., Свичкарь Е.В. Расчет течения газа в проточной части молекулярного вакуумного насоса // Вакуумная техника, материалы и технология: матер. VIII Международной научно-технической конференции / под ред. докт. техн. наук, проф. С.Б. Нестерова. М.: НОВЕЛЛА, 2013. С. 111-118.

6. Демихов К.Е., Никулин Н.К., Свичкарь Е.В. Течение газа в спиральном канале молекулярного вакуумного насоса // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 7. DOI: 10.18698/2308-6033-2012-7-274

7. Демихов К.Е., Дронов А.В., Никулин Н.К. Расчет откачных параметров молекулярновязкостного вакуумного насоса // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 7. DOI : 10.18698/2308-6033-2012-7-273

8. Демихов К.Е., Дронова Т.В., Никулин Н.К. Исследование возможностей оптимизации откачных характеристик молекулярновязкостного вакуумного насоса методами статистического моделирования // Известия высших учебных заведений. Машиностроение . 2012. № 11. С . 13-19.

9. Никулин Н.К., Серяков А.С. Статистическое моделирование процесса перехода молекул газа через межлопаточный канал рабочего колеса турбомолекулярного насоса // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2011. Спец. вып. Вакуумные и компрессорные машины и пневмооборудование. С. 33-40.

10. Бёрд Г.А. Молекулярная газовая динамика. М.: Мир, 1981. 319 с.