Ключевые слова: ДВН типа Рутс, cfd моделирование, индикаторные диаграммы, откачные характеристики. многоступенчатый агрегат

Аннотация

Двухроторные вакуумные насосы типа Рутс (ДВН) широко используются для получения безмасляного вакуума, однако для работы требуют агрегатирования с форвакуумными насосами. Многоступенчатая конструкция из нескольких последовательно соединенных ступеней позволяет решить эту проблему. В таких насосах используются различные профили роторов с двумя, тремя или четырьмя лопастями. В данной работе проводится расчетное исследование трехлепесткового эллиптического профиля, используемого в качестве последней ступени, то есть при выходном давлении, равном атмосферному. Моделирование проводится в CFD пакете Ansys CFX при различных входных давлениях и частотах вращения роторов. Структурированная расчетная сетка создаётся в пакете TwinMesh. По результатам расчета построены индикаторные диаграммы рабочего процесса и зависимости быстроты действия. Проанализированы пульсации давлений и расхода на выходе. Проведено сравнение характеристик двух, трех и четырех – лепестковых насосов. Полученные данные будут использоваться при разработке отечественных многоступенчатых агрегатов на базе ДВН типа Рутс.

Keywords: roots pump, cfd modeling, indicator diagrams, pumping characteristics, multistage unit

Abstract

Roots vacuum pumps are widely used for obtaining of oil free vacuum, but they need aggregate design with forepumps. Multistage design consisting of several serial stages makes it possible to solve this problem. In such pumps different rotor profiles with two, three or four lobes are used. In this work calculation study of three lobe elliptical profile used as the last stage (i.e. at outlet atmospheric pressure) is carried out. Modeling is carried out with the help of CFD software ANSYS CFX at different inlet pressures and rotors rotary speed. Structured calculation mesh is created in TwinMesh software. Indicator diagrams of working process and pumping speed relationship were plotted by calculation results. Pressure pulsation and flow rate at the outlet were analyzed. Comparison of pumps characteristics with two, three or four lobes was carried out. The obtained data will be used for design of multistage units with Roots pump as the base.