三叶转子气冷式罗茨真空泵的流场数值分析
气冷式罗茨泵
两叶转子右工作腔与返冷气口相通时的速度分布图10三叶转子右工作腔与返冷气口相通时的速度分布24间隙泄漏产生的噪声两叶圆弧摆线转子头部有个大圆弧密封头而三叶圆弧摆线转子由于结构限制转子头部不能设计成与两叶转子这样的大圆弧密封头因此在转子与转子转子与泵体内壁间隙相同的情况下三叶转子的气冷式罗茨真空泵更容易通过各种间隙从高压区向低压区返流不仅产生较大的气动噪声而且降低泵的极限真空度
罗茨真空泵型号意义及参数
罗茨真空泵型号意义及参数一、罗茨真空泵实际抽速计算对应罗茨泵的入口压力P，测取罗茨泵出口（亦为前级泵入口）压力Pv，并根据前级泵入口压力Pv查前级泵抽速特性曲线，得出前级泵在Pv入口压力下的抽速Sv，查出罗茨泵在出口压力Pv时的零流量压缩比Kv，即可通过以下公式算出罗茨泵在入口压力为P时的实际抽速S，即S=S N K V/（K V+（S N/S V）-( S V/S N)3/2）式中：S ——罗茨泵实际抽速，L/sS N——罗茨泵几何抽速，L/sS V——前级泵在入口压力下的抽速，L/sK V——罗茨泵在Pv出口压力的零流量压缩比二、罗茨真空泵使用说明1、润滑1.1润滑系统用油应采用1号真空泵油1.2查看油位，齿轮箱测油位应以浸没4~5个全齿高度为宜；电机测油位应以浸没2/3油窗高度为宜；用以润滑油封的油杯处不应断油，油位不应低于1/3油杯高度，不宜加油过多，避免泵运转时溢出油杯外。
风冷泵油位要高于水冷泵的油位。
2、冷却冷却水进口温度≤25℃。
避免因冷却水温度高，使泵体发热，而引发异响、轴承损坏。
风冷泵要通风散热，避免泵体温度过高烫伤人，使用温度≤80℃.3、启动当泵较长时间停用后再次使用时，应先点动1、2次，使润滑油进入轴承内，然后再正式起动，否则将缩短轴承及泵的使用寿命。
4、停泵停泵时，应先停罗茨泵，待电机停转后，在停前级泵，否则会导致罗茨泵出口压力升高、负荷增大，而引起返油、污染真空管路和泵腔、甚至烧坏罗茨泵电机。
三、罗茨真空泵维护和保养1、保持泵的清洁，以利于通风散热。
2、每月至少检查一次油质情况，当发现油质明显变色、变稀、乳化等情况，应立即换油。
3、换油时，罗茨泵最好先运转一小时，使油温变热变稀后，在停泵并向泵内放气后再放油加油。
加油时，润滑油中不得混入柴油、煤油、汽油、水等其他饱和蒸汽压较高的介质，以免影响泵的极限压力。
4、拆洗泵及泵内零件时，应使用纱布擦拭；当必须清洗时，可用丙酮或者汽油清洗，但必须注意防火安全，洗完后必须用纱布擦干后方可重新装配。
罗茨泵研究报告
`气冷式罗茨真空泵气动特性的研究摘要：气冷式罗茨真空泵结构简单、工作可靠，应用广泛。
由于气冷式罗茨真空泵在高压差下运行，造成气流周期性脉动而带来较大的噪声。
因此，对气冷式罗茨真空泵的降噪的问题是该领域长期以来的研究热点，有必要对我国现有的气冷式罗茨真空泵进行改进设计，以达到降低噪声的效果。
气冷式罗茨真空泵的结构特点难以通过实验工具对其内部实际流动进行测量，采用CFD对真空泵内部实际流动进行数值模拟并分析其流动信息是一种有效的研究手段。
应用FLUENT对气冷式罗茨真空泵进行内部流动的数值模拟，得到不同工况下气冷式罗茨真空泵内部的速度分布和压力分布，探索气冷式罗茨真空泵的内部流动规律，确定泵的气动噪声产生的主要部位，为设计低噪声的气冷式罗茨真空泵提供参考。
关键词：气冷式罗茨真空泵，噪声，动网格，数值模拟本课题为与台州市星光真空设备制造有限公司合作的横向课题。
该公司是浙江省真空学会理事单位、省科技型企业、浙江省高新技术企业，主要从事真空设备产品的研发、制造和销售，气冷式罗茨真空泵是其生产的主要产品之一。
该公司的气冷式罗茨真空泵的转子为两叶转子，抽气效率低，噪声较大，企业改进产品的愿望迫切。
有关的文献认为气冷式罗茨真空泵的主要噪声来自于排气口的排气噪声，该公司着手优化排气口的结构以降低气动噪声，但效果并不理想。
根据相关的参考文献与公司技术人员的共同设计计算，认为三叶转子的气冷式罗茨真空泵会提高抽气效率和降低气动噪声，但气动噪声产生的主要部位并不明确，公司委托确定气动噪声产生的主要部位，为气冷式罗茨真空泵的优化设计提供参考，设计低噪声的气冷式罗茨真空泵。
1 气冷式罗茨真空泵的工作原理1.1 工作原理及应用气冷式罗茨真空泵属于双转子回转式容积泵，两个转子的轴线互相平行。
叶轮转子之间、叶轮转子与机壳及墙板之间具有微小的间隙，以避免相互接触。
两转子通过一对同步齿轮驱动、啮合。
叶轮、泵体和侧盖围成封闭的工作腔，其大小在旋转过程中不发生变化。
基于CFX的高压罗茨鼓风机内流场数值模拟
国 内ＣＦ Ｄ技 术 发 展 也 相 当迅 速 ， 已有 不 少专 家 学 者 将 该 技 术 运 用 到 罗 茨 鼓 风 机 的 分 析 设 计
中 。戴 映 红 利 用Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软 件 对 气 冷 式 罗 茨 真 空
泵 内部 流 动 进 行 二 维数 值 模 拟 ，根 据 模拟 结 果 分 析 了转 子 在 转 动 情 况 下 泵 腔 内 部 流 场 的变 化 、压 强 分 布 以及 进 排 气 腔 的 速 度 分 布 ，得 出泵 内 流 场
术 和现 代 设 计技 术 的 不 断 发 展 ，计 算流 体 动 力 学 （ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ，Ｃ Ｆ Ｄ）技 术 已逐渐
据 。黄 思 等 对 四叶 罗茨 鼓 风机 进 行Ｃ Ｆ Ｄ二 维 瞬 态 数 值 模 拟 ，进 行 分 析 得 出 四叶 罗茨 鼓 风 机 相 对 两 叶 、 三 叶 罗茨 鼓 风机 具 有流 动 平稳 的优 点 。 岳 向 吉 等 基 于动 网格 方法 对干 式 真空 罗茨 真 空泵 进 行
０ 引言
罗 茨 鼓 风 机 作 为 一 种 常 见 的气 体 输 送 、压 缩 机 械 ，因 其 结 构 简 单 、 工 作 平 稳 及 无 注 油 污 染 等 优 点 得 到 了 广 泛 应 用 …，然 而 由于 效 率 低 、噪 音 大 、输 送 气 体 压 强 限 制 等 缺 点 的 存 在 ，限 制 了它 进 一 步 发 展 。一 直 以来 ， 国 内外 旨在 提 高 风 机 效 率 、降 低 噪 音 、扩 大 气 体 输 送 压 力 范 围 的相 关 研
了 空 气 动 力 学 的 性 能 研 究 ，研 究 表 明 改 进 后 的 叶
罗茨真空泵性能及参数
罗茨真空泵性能及参数 The document was finally revised on 2021罗茨真空泵性能及参数一、罗茨真空泵工作原理罗茨真空泵当转子和泵体形成吸气腔时，两个转子相互之间始终保持密封，从而确保排气口的气体不返流到进气口，以此实现抽气的功能。
转子的反向同步旋转是通过一对安装在转子轴上的齿轮实现的。
由于在泵腔里面没有摩擦，罗茨泵能以每秒1500~3000转的高速运转而无须在泵腔内进行润滑，另外，要保持罗茨泵在高转速下平稳运行，要对转子进行良好的动平衡。
高速旋转的转子间、转子和泵体间没有任何直接的接触，各运动部件之间均保持一定的间隙。
二、罗茨真空泵主要用途罗茨泵被广泛地应用于真空获得的各个方面，它延伸了油封机械真空泵在较低入口压力下的工作范围，具有小体积大抽速的特点，在1~100pa入口压力范围内具有大抽速，特别适合于低入口压力下需要大抽速的真空系统中使用，例如电力变压器、电力电容器、电力互感器的真空干燥、真空浸渍处理、真空热处理、真空冶炼的排气、真空镀膜设备的预抽，大型试验风洞的抽气及照明灯具生产线的排气等等。
如果选用合适的前级泵，罗茨泵还可以在食品、化工、医药、轻纺等行业的真空蒸馏、浓缩、干燥等的工艺过程中得到广泛的应用。
三、罗茨真空泵主要技术性能指标（见下表）四、罗茨真空泵安装说明罗茨泵应安装在干燥、通风和清洁的场所、罗茨泵应水平安装，泵距离墙壁或其他物体之间至少保持300mm以上的空隙。
泵的油窗部分应留出易于观察油位的空间。
接通电源时应注意电机转向，从罗茨泵电机尾部看电机轴的转向应为顺时针方向。
操作步骤：接通电机三相电源，点动电机启动按钮，检查转向是否正确，如转向相反，则对换三个电源接线头中的任意两个接线头。
链接罗茨泵与被抽容器的管道应清洁、干燥、无泄漏，管道孔径应尽可能不小于罗茨泵的进气口经，长度宜短，以减少抽速损失，管道连接处应无泄漏。
被抽气体如含有粉尘或颗粒状物质时，应在泵的入口处安装一合适的进气过滤器，以免粉尘或颗粒状物质吸入泵腔损坏罗茨泵和前级泵。
罗茨真空泵最关键的性能数之一零流量压缩比
罗茨真空泵最关键的性能数之一零流量压缩比罗茨泵的抽气速率和极限压力是罗茨泵的主要性能参数，但它不是罗茨泵本身特有的性能参数，而是罗茨泵和各种前级泵所组成的机组的性能参数，不是罗茨泵本身特有的性能。
真正能反映罗茨泵特征性能，而又与前级泵无关的性能参数是零流量压缩比、最大允许压差、漏率和噪声。
它们能真实反映罗茨泵的真空状态、抽气性能和运转的可靠性、稳定性。
其中：
零流量压缩比K0：集中反映罗茨泵转子、泵体、侧盖等核心部件制造精度与抽气性能。
最大允许压差ΔPmax：取决于泵的配置功率、泵本身散热效果与热态稳定性。
漏率Y：返映了泵的各密封面的密封方式密封性能及材料的密封性能与放气性能。
噪声dB:返映了泵设计结构合理性、各部件制造精度、配件品质（如齿轮、轴承、电机等）。
ZJ600罗茨真空泵
入口压力0.150.360.7 1.17 2.03 4.499.0521.4965.781651347.8零流量压
16.8327.5435.5942.7849.3655.7155.2746.5438.0121.1 3.45
缩比
最大允许
5000Pa
压差
漏率Pa*L/S
噪声78dB。
罗茨泵资料介绍
300 8×10–４ 2×10–４ 600 8×10–４ 8×10–４ 8×10–5 8×10–5 1200 2500 5000
80
150
150
4 H-70 2H-70
53
200
200
5.5/7.5 H-150 H-150、ZJ300/2X(H)70 ZJ-600/H-150 ZJ-1200/H-300
hPa
(百帕) 3×10–４ 3×10–４ 3×10–４ 3×10–４
Torr
（托） 2×10–４ 2×10–４ 2×10–４ 2×10–４ 8×10–４ 8×10–5 2×10–４ 2×10–４ 2×10–４ 2×10–４
ZJP-70 ZJP-150/B ZJP-300A/B ZJP-600A/B
本系列泵与普通 ZJ 、ZJP 型泵安装尺寸、性能参数相同。
高压差系列 ZJQ 型 气 冷 式 罗 茨 真 空 泵 （Series ZJQ Gas-Cooling Roots Vacuum Pumps）
本型泵借助于外置冷却器使气体自动进行循环冷却转子与泵体，泵可在很高的压差 下连续工作，而不会发生热过载，泵可直接排大气。该泵具备普通罗茨真空泵的诸多优 点，可与前级泵串联使用，也可单独使用。 当泵单独使用时，可直接利用排气口低温的大气返回泵内冷却而不使用冷却器，大 泵可获得约 130 百帕的极限真空。 该泵与自身或普通罗茨真空泵组合使用时， 可充分发挥罗茨真空泵无油蒸汽对被抽系
53 53 53
250 320 400
200 250 320
11/15 18.5/22 37
注：ZJP 系列指带溢流阀结构；抽气速率后面的 A、B、C 指改进、换型顺序。
ZJ 、ZJP 型泵性能曲线：
罗茨真空泵机组抽气速率分析
罗茨真空泵机组抽气速率分析真空罗茨真空泵机组抽气速率分析黄龙林，潘杰（长沙鼓风机厂有限责任公司，湖南长沙410014）根据具体工况条件及真空系统使用要求，力求使罗茨真空泵机组体现好的适用性和经济性罗茨真空泵在真空工程中应用时，一般与前级真空泵如旋片泵、滑阀泵、水环泵或其它直排大气的干式泵等串联构成机组，在中、低真空范围，作为机械增压泵来应用，其工作原理与罗茨鼓风机相同。
罗茨真空泵的实际抽气速率除与理论抽气速率、零流量压缩比密切相关外，还受制于前级泵性t能本文就其进行理论说明，以便于罗茨真空泵机组在设计选型上能够合理配置，使罗茨真空泵机组中罗茨泵与前级泵的抽速比选择更具适用性和经济十性1罗茨泵有效流量罗茨泵的有效流量为其理论流量与通过转子各部间隙的泄漏流量之差，即P一一罗茨泵进口压力Sh一一罗茨泵的理论抽速（几何抽速）Q罗茨泵的泄漏流量，Q，=U（Pv-P）Ui―转子各部间隙泄漏流导与转子有害空间的返流流导Pv一一罗茨泵出口压力，当忽略前级管路流阻时，即为前级泵进口压力因此，罗茨泵的有效流量（实际流量）可用下式计算2罗茨泵零流量压缩比根据罗茨泵零流量压缩比K0的定义，即当罗茨泵的有效流量为零时，罗茨泵的进出口压力比即为零流量压缩比因Qe= 0，由（2）式可得出罗茨泵的零流量压缩比主要取决于罗茨泵出口压力，下图为长沙鼓风机厂有限责任公司生产的某一机型罗茨泵零流量压缩比随出口压力的变化曲线当罗茨泵出口压力在100Pa附近时，K0有极大值Pv较大时，泄漏流导增加，Pv较小时，返流流导增加，均致K0值不同程度减小。
另外，零流量压缩比与设备制造水平和机型大小有一定程度影响，较小的机型，K0值较低罗茨泵零流量压缩比一般可通过试验测得。
3罗茨泵机组有效压缩比与容积效率在真空工程中，罗茨泵作为增压泵使用时多与前级真空泵串联构成机组来使用，当已知前级泵的抽气特性后，罗茨真空泵机组的抽气特性通过简单计算即可获得。
若前级泵的拍速为Sv，罗茨泵的抽速为S，罗茨泵的进口温度为T，排气温度为T，根据气体连续性方程，罗茨真空泵机组主泵和前级泵抽气量相等，即有罗茨泵的有效压缩比为罗茨泵进出口压力比，即罗茨泵的理论压缩比Kth为罗茨泵的理论抽速与前级泵的抽速之比，即由（2）（4）（5）式可得将（3）（6）式代入（7）式可得罗茨泵的实际抽速与罗茨泵的理论抽速之比，即为罗茨泵的容积效率Z，也即罗茨真空机组的容积效率。
罗茨真空泵机组抽气速率分析
罗茨真空泵机组抽气速率分析真空罗茨真空泵机组抽气速率分析黄龙林，潘杰（长沙鼓风机厂有限责任公司，湖南长沙410014）根据具体工况条件及真空系统使用要求，力求使罗茨真空泵机组体现好的适用性和经济性罗茨真空泵在真空工程中应用时，一般与前级真空泵如旋片泵、滑阀泵、水环泵或其它直排大气的干式泵等串联构成机组，在中、低真空范围，作为机械增压泵来应用，其工作原理与罗茨鼓风机相同。
罗茨真空泵的实际抽气速率除与理论抽气速率、零流量压缩比密切相关外，还受制于前级泵性t能本文就其进行理论说明，以便于罗茨真空泵机组在设计选型上能够合理配置，使罗茨真空泵机组中罗茨泵与前级泵的抽速比选择更具适用性和经济十性1罗茨泵有效流量罗茨泵的有效流量为其理论流量与通过转子各部间隙的泄漏流量之差，即P一一罗茨泵进口压力Sh一一罗茨泵的理论抽速（几何抽速）Q罗茨泵的泄漏流量，Q，=U（Pv-P）Ui―转子各部间隙泄漏流导与转子有害空间的返流流导Pv一一罗茨泵出口压力，当忽略前级管路流阻时，即为前级泵进口压力因此，罗茨泵的有效流量（实际流量）可用下式计算2罗茨泵零流量压缩比根据罗茨泵零流量压缩比K0的定义，即当罗茨泵的有效流量为零时，罗茨泵的进出口压力比即为零流量压缩比因Qe= 0，由（2）式可得出罗茨泵的零流量压缩比主要取决于罗茨泵出口压力，下图为长沙鼓风机厂有限责任公司生产的某一机型罗茨泵零流量压缩比随出口压力的变化曲线当罗茨泵出口压力在100Pa附近时，K0有极大值Pv较大时，泄漏流导增加，Pv较小时，返流流导增加，均致K0值不同程度减小。
另外，零流量压缩比与设备制造水平和机型大小有一定程度影响，较小的机型，K0值较低罗茨泵零流量压缩比一般可通过试验测得。
3罗茨泵机组有效压缩比与容积效率在真空工程中，罗茨泵作为增压泵使用时多与前级真空泵串联构成机组来使用，当已知前级泵的抽气特性后，罗茨真空泵机组的抽气特性通过简单计算即可获得。
若前级泵的拍速为Sv，罗茨泵的抽速为S，罗茨泵的进口温度为T，排气温度为T，根据气体连续性方程，罗茨真空泵机组主泵和前级泵抽气量相等，即有罗茨泵的有效压缩比为罗茨泵进出口压力比，即罗茨泵的理论压缩比Kth为罗茨泵的理论抽速与前级泵的抽速之比，即由（2）（4）（5）式可得将（3）（6）式代入（7）式可得罗茨泵的实际抽速与罗茨泵的理论抽速之比，即为罗茨泵的容积效率Z，也即罗茨真空机组的容积效率。
三轴罗茨真空泵的抽气理论和结构设计
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
三轴罗茨真空泵的抽气理论和结构设计
新兴行业的不断兴起给真空泵带来了快速发展的机遇，同时也对真空泵的集成化、高效率、节约空间、高技术含量提出了更高的要求。
本文提出了一种三轴式的罗茨真空泵，对其抽气过程进行了介绍，并基于啮合原理，给出了一种典型的四叶圆弧型转子的型线方程。
通过对抽气过程的建模分析，在抽气效率、压缩比、旋转应力和热变形等方面，与常规的双轴式罗茨真空泵进行了对比。
计算和模拟结果表明，在空间尺寸增加不多的情况下，三轴式罗茨真空泵具有接近两倍的抽速、良好的压缩比和更好的动平衡特性的特点，具有较好的技术优势和发展前景。
罗茨式真空泵是一种无内压缩的旋转变容式真空泵，它是由罗茨鼓风机演变而来的，目前在真空系统中已经得到了广泛的应用。
由于在较宽的压力范围内有较大的抽速，且泵腔内无油，至今在半导体、光伏、电子、石油、化工等行业仍在大量的应用中。
随着新兴产业的蓬勃发展和传统行业的产业升级，真空泵的研发需要向高效率、高集成度、空间节约、智能化和高可靠性的方向发展，适应不同工艺的苛刻需求。
三轴罗茨真空泵，正是在传统的双轴罗茨真空泵基础上，在主动转子轴两侧各集成了一套从动转子，两侧同时进行吸气或排气的工作过程。
与双轴罗茨泵相比，具有受力均衡、运转平稳、抽速大、噪音低、零流量压缩比高等优点。
本文详细介绍了这种三轴罗茨真空泵的抽气过程和工作原理，并给出一种典型的四叶圆弧型转子的型线方程，通过理论推导和有限元分析，对三轴罗茨转子轴进行了强度分析和变形模拟，并与双轴罗茨真空泵进行比较。
罗茨泵主要性能指标与转子型线加工误差
罗茨泵主要性能指标与转子型线加工误差众所周知，罗茨泵在真空获得设备中占有重要地位，越来越受到人们的重视。
而我国罗茨泵的主要性能指标与国外先进产品相比仍存在一定的差距，尤其是最大允许压差和零流量压缩比这二个重要指标，我国行业标准要求偏低。
这种差距与罗茨泵转子型线加工质量是密切相关的。
本文就转子型线加工误差对罗茨泵质量的影响，以及加工误差的控制进行了初步分析。
1 转子型线误差对最大允许压差和零流量压缩比的影响最大允许压差是指罗茨泵入口压力不大于1000Pa时，连续运转1h，不发生故障所允许的出口压力与入口压力差值的最大值，是衡量罗茨泵在最大消耗功率工况下运转可靠性的重要指标。
最大允许压差的大小直接影响罗茨泵允许的使用范围。
要保证最大允许压差，一个主要的措施就是要保证转子之间在最大压差下仍保持一定的啮合间隙。
但转子之间间隙增大，罗茨泵的抽气效率就会降低，即影响罗茨泵的另一重要性能指标——零流量压缩比。
压缩比的大小表示了气体由罗茨泵出口返回到入口气体的多少。
从提高零流量压缩比的角度看，要求转子之间的啮合间隙越小越好。
由此看来，最大允许压差和零流量压缩比是相互制约的二个指标。
要做到兼而顾之，关键的一点就是要转子与转子之间每一啮合点的间隙均匀且保持在一定值。
某一点间隙过小就会降低泵的最大允许压差，某一处间隙过大又会影响零流量压缩比，最终导致零流量压缩比和最大允许压差都降低。
因此，在保证转子型线设计质量的同时，必须对型线加误差进行严格控制。
2 机械仿形刨削加工误差分析罗茨泵转子加工主要有两种方法，一是仿形加工，二是数控加工。
我国目前大多数厂家采用机械仿形加工。
工作母机采用牛头刨床或龙门刨床。
如在牛头刨床滑枕上安装靠模装置，利用滑枕纵向往复运动，通过棘轮机构带动靠模装置横向丝杆转动，使刀架拖板横向移动，触头在靠模板上也作横向移动，由于刀架报板本身的重力作用，使触头紧接触靠模板，完成仿形，刨刀在工件上刨出转子型线轮廓。
gambit文档资料(二)
21.喷杆弥雾机气流辅助系统的设计与试验 基于充分利用农药喷洒过程中小雾滴的有效性和如何控制其飘移性以实 现降低农药用量的喷雾技术,探讨了影响农药雾滴飘移的因素,并进行了 雾滴飘移特性的试验和评价。在总结国外研究控制雾滴飘移技术的基础 上,针对喷杆喷雾机,依据流体力学原理设计了一套气流辅助系统。该系 统主要包括风机气囊装置、液压传动装置和调速装置。利用SolidWorks 绘制了各零部件及整机的三维实体图,使得设计结果更加直观。利用计算 流体力学软件对该系统的关键部件气囊进行了内部流场的模拟。
主要产品。自然油循环的变压器兼顾了以上的特点外还有低噪音、避免
“油流带电”等优点,更是得到越来越多的应用与关注。采用自然油循环 冷却方式的直接后果是铜油温差加大,变压器的散热问题更加突出。
11.中心传动浓缩机及其给料井的设计与仿真分析研究
中心传动浓缩机主要用于浓缩和澄清，为尾矿处理中广泛应用的关键设
所要研究的止回阀就是针对上述问题设计制造的。它有别于传统意义上 的止回阀,由于其对冲原理可以大大减小阀的水击作用。研究是在前人研 究的基础上,针对对冲式止回阀原理样机在实验中出现低流量关不上关不 严的问题,对主止回阀的结构提出了改进。应用AutoCAD和Pro/E对止回阀 改进结构的流道进行建模,并且用GAMBIT划分完网格,最后用CFD软件 FLUENT对阀的关闭过程进行数值模拟。计算出阀门在关闭过程中压力变 化云图、速度变化云图、阀头阀座的受力变化曲线以及速度变化曲线,通
算网格,设定边界条件和区域特征条件。4、应用FLUENT软件模拟转子为
三叶圆弧摆线型线的气冷式罗茨真空泵内部流场的动态流动。对计算结 果进行了详细分析,为气冷式罗茨真空泵的优化设计提供参考。
15.基于CFD的液压冲击器流场的仿真与研究 阐述了液压冲击器国内外发展趋势和最新研究现状，以某一型号气液联合式 液压冲击器为研究对象，建立了液压冲击器的二维和三维模型，分析了它的 工作原理，介绍了它的主要参数。通过建立冲击器系统的数学模型，研究了
罗茨泵转子间隙计算
罗茨泵的转子间隙流导的计算
来源:真空技术网日期:2009-9-1 访问: 47
当罗茨泵泵体内气体分子在间隙中的流动状态为分子流。
罗茨泵的转子间隙流导可用克努曾管道流导公式计算。
当罗茨泵的吸入压力为133.3～1.333Pa时，气体分子在间隙中的流动状态为分子流。
间隙的流导可用克努曾管道流导公式计算。
式中M为气体分子量，T为温度，K PK、K PP、K TM、K TNN为径向的、轮廓的、固定支点和浮动支点端面的克劳辛系数。
σPK、σPP、σTM、σTNN为间隙高度（m）。
根据经验数据，对于抽速为0.25-1.5m3/s的罗茨泵K PP=K PK=0.23 。
端面间隙为矩形通道，按转子漏气方向上间隙的长度为l=r+c(r和c为转子的头部和腰部的半径)。
得出
对于间隙流导C B的计算公式，假定气体经过两个间隙高度σPK，一个间隙高度σPP和两个端面间隙高度σTM和σTNN，以及间隙长度D+2a，其计算间隙流导的间隙示意图如图2
图2 罗茨泵的各处间隙示意图
转子的间隙与所选材质有关，即热膨胀系数不同，转子的材质与转子的圆周速度有关。
如铝合金转子的圆周速度u=30-80m/s,钢制转子的u2=50-100m/s，而钛合金转子的u2=80-150m/s，也有铸铁转子,其u2较低。
罗茨真空泵计算
罗茨真空泵相关计算
设计三室
罗茨泵几何抽速
几何抽速sth： 根据几何尺寸算出的大气压强时的抽速。入口压强降 低时，抽速有一定的下降。
6 10 sth 2 R 2 nlk0 60
L：转子与泵体间隙的流导
sr：有害空间返流气体的速率
排气温度
排气பைடு நூலகம்度TV：
TV 1 1 1 ( K 1) TA
TV
：排气温度
TA ：吸气温度
K
：压缩比
：容积效率
：比热比，定压比热Cp与定容比热Cv之比，即
Cp Cv
功率
压缩气体的有用功率：
6 Ni sth (P P ) 10 V A
PV：出口压力； PA：入口压力； TV：出口温度；
TA：入口温度；
有效抽速 s ：
U3：排气侧与吸气侧间的间隙流导。
s sth
有效抽气量
有效抽气量Qeff :
Qeff sPA PAsth L(P V P A ) sr P V
理论抽气量 因有害空间造成的返流量 转子与泵体间的间隙泄漏量
( kW )
总功率：
N
M
Ni
M
：机械效率，一般为0.5~0.85，它考虑了罗茨泵的热力 损失、气体动力损失和机械损失。
谢 谢！
( L / s)
n: 泵轴的转速，r/min
R: 转子的半径，mm
l : 转子长度，mm k0: 转子断面系数。k0 1 A0 R2
三叶罗茨鼓风机系统
一、三叶罗茨鼓风机系统（一）鼓风机设计运行条件流量（在1.013bar，0%相对湿度条件下）：100% =2880 N m3/h45% =1296 N m3/h电机电压等级：380V现场条件：现场海拔高度8.0米（广州城建高程系统）大气压（平均值） 1.003bar进口过滤器，消音器损失0.006bar罗茨风机进口压力（进口法兰处）0.997bar进口空气温度0～40℃进口空气相对湿度0～99 %压差（进风口与出风口之间）0.392 bar鼓风机在上述设计条件下不允许出现喘振现象或实际运行功率超过电机铭牌功率的现象发生。
罗茨风机上应安装监测气动喘振的防喘振装置。
同时应保证距离机组表面任意位置点1米处、无反射环境和单机运行条件下，噪音≤90dB(A)。
在并联运行条件下，每台罗茨风机应能满足不同流量的调节需要并使每台罗茨风机出口压力与喘振压力间的安全余度保持相同。
投标文件中应提供空气湿度80%条件下，进风温度在0℃、20℃、40℃时进风口处实际流量及对应的轴功率。
（二）机电设备一般规定1、一般规定（1）技术与材料a）所有设备必须依据最新的工程技术从事设计、制造与装配等工作。
各部分零件必须按标准制造，并能随时在现场更换、安装。
相同的零件必须能互相更替。
b）材质必须适合各种操作情况，选择金属材料要考虑其强度、延伸性及耐用性。
铸铁应为坚韧的、结构致密，不得有气孔、缺陷和龟裂；承受应力的锻件应是细质的、均匀的；铸铁、钢材及其它材质应符合各设备规范中的要求。
所有选用的材料应是新的、未使用过的。
（2）安全防护a）所有设备的传送带以及其他转动部分必须有安全防护的护盖。
b）安全防护应为制造厂标准产品，每一防护设备必须能容易安装与拆卸，并须附有所需的支撑及附件。
（3）设备基础和底座除非另有规定，每一设备应有高强度的钢结构的底座，可安装在混凝土基础上。
基础与底座须有足够的空间作为灌浆或穿电线管之用。
所有钢板间的接口必须连续焊接及磨平。
气冷式罗茨真空泵工作原理
气冷式罗茨真空泵工作原理1. 前言说到真空泵，大家可能会想到一些高科技的设备，听起来高深莫测。
但是别担心，今天咱们就来聊聊气冷式罗茨真空泵，轻松点，绝对让你明白它的工作原理，顺便还可以装装逼，哈哈！2. 罗茨真空泵的基础知识2.1 什么是罗茨真空泵？好，先来简单介绍一下这个罗茨真空泵。
它的名字听起来有点拗口，其实它是一种利用两个转子相互配合，来达到抽气效果的设备。
想象一下，两个人在不停地相互传递气球，这就是它的工作原理。
简单来说，它通过不断地“挤压”空气，来创造出一个低压环境。
2.2 为什么用气冷式？说到气冷式，大家可能会想，“这和我家空调有什么关系？”其实不然！气冷式罗茨真空泵通过空气来散热，这就像我们夏天开窗通风一样，轻松又省事。
不像水冷的那样麻烦，找水管，接水，这个真空泵只需要空气就能搞定，简直是懒人的福音！3. 工作原理3.1 转子的神奇舞蹈现在，咱们就来看看这个真空泵是怎么工作的。
它的核心部分是两个转子，这俩家伙像兄弟一样，一起转动，互相配合。
转子之间有一点点间隙，正是这点间隙让空气通过的时候，能被“挤压”出去。
每当转子转到特定位置，空气就被“夹住”，然后随着转动，被推到泵的另一边，哗啦，空气就被排出去啦！你可以想象一下，两个小伙伴在不断地玩“夹气球”的游戏，乐此不疲。
3.2 散热的秘密再来说说气冷的部分。
转子转动的时候，会产生热量，这就像人跑步出汗一样。
气冷式罗茨真空泵通过周围的空气来带走这些热量，确保它不会“过热”。
你想啊，如果一个机器热得像火炉，谁还敢用它？这种设计让它不仅能长时间工作，而且还能保持高效，真是双赢！4. 应用领域4.1 工业中的“小帮手”这款真空泵在工业界可是个“大人物”。
无论是制造半导体，还是在制药行业，它的身影随处可见。
它能帮助企业创造出一个干净的环境，避免杂质污染。
想想如果没有它，那些精密的机器可得多麻烦呀，简直是“无米之炊”。
4.2 日常生活中的小角色别以为它只能在工厂里工作，其实在我们的生活中，它也扮演了重要的角色。
造纸用三叶凸轮转子泵的内部流场数值模拟研究
造纸用三叶凸轮转子泵的内部流场数值模拟研究
唐慧羽;韦银幕
【期刊名称】《造纸科学与技术》
【年(卷),期】2024(43)2
【摘要】三叶凸轮转子泵内部流场的特性对其性能和可靠性具有重要影响,因此进行内部流场分析是十分有必要的。
为此,进行造纸用三叶凸轮转子泵的内部流场数值模拟研究,建立三叶凸轮转子泵的三维实体模型并对其划分网格,设置边界条件和流体属性;在此基础上,建立四个流体运动控制方程,利用CFX软件中压力求解器对流体运动控制方程进行求解。
结果表明:在0.20 s、0.22 s、0.24 s时,上转子基元内的流场压力逐渐增大,下转子基元逐渐向转子泵的出口方向移动;在0.26 s到0.28 s时,下转子基元逐渐与出口连通,泵内流场压力重新趋于稳定。
在0.20 s、0.22 s 时,由于转子基元还未完全与出口段相连通,因此高速区域中心位于靠出口段下方,之后随着转子的转动,在0.24 s、0.26 s、0.28 s时,转子基元与出口段连通,内部流体流量开始逐渐减少,高速区域中心也开始向上方移动。
【总页数】5页(P90-93)
【作者】唐慧羽;韦银幕
【作者单位】广西现代职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP114.99
【相关文献】
1.基于FLUENT动网格技术的三叶凸轮转子泵数值模拟
2.基于FLUENT的三叶圆弧转子泵流场及流量脉动的研究
3.凸轮转子泵的流场及脉动特性数值分析
4.排列形式对并联分离器内部流场和窜流返混的数值模拟研究
5.造纸用新型磨盘磨齿结构及其内部流场数值模拟
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罗茨泵 (罗茨泵机组) 有效抽速的计算(1)
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
罗茨泵(罗茨泵机组) 有效抽速的计算(1)
大多数的罗茨真空泵( 除直排大气罗茨泵以外) 都需与前级泵组合成罗茨泵真空机组应用于各个领域。
根据用途不同，罗茨泵机组常用的前级泵有旋片泵、滑阀泵、水环泵等。
罗茨泵与各种前级真空泵组合后的真空机组抽速可以通过计算求出，在以下
计算中忽略前级连接管路的流阻影响。
罗茨泵工作时的有效气体流量为：
Qe = Qth －Qv （5.2 ）
式中Qe ──罗茨泵的有效流量；Pa - L／s
Qth──罗茨泵的几何流量，Qth = PA - Sth
Qv 一罗茨泵的泄漏返流流量
Qv =Qv1 + Qv2
Qv1 为由于罗茨泵转子之间及转子与泵壳之间的间隙而造成的气体返流量，Qv1 可用下式表达：
Qv1 = U （Pv －PA ）(5.3)
式中U ──罗茨泵内上述所有间隙的等效通导
Pv ──罗茨泵排气压力( 泵前级压力)
PA ──罗茨泵吸入压力
Qv2 为罗茨泵转子在高压排气侧吸附及携带返回低压吸入侧的气体量，称返扩散气体量，因此有：
Qv2 = Sr - Pv (5.4)
式中Sr ──泵返扩散气体的等量抽速。
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三叶转子气冷式罗茨真空泵的流场数值分析
气冷式罗茨真空泵具有结构简单、工作可靠等优点，近年来广泛应用于大型空间模拟装置、汽轮机动平衡装置、化工等各行业，市场前景广阔、经济效益显著。
在中已经对气冷式罗茨真空泵转子的型线进行分析比较，从中可知在泵的中心距和外圆半径相同的条件下，转子叶数越多溶积利用系数x越大。
目前国内的气冷式罗茨真空泵的转子基本上是两叶竟头圆弧摆线型线，试验表明将气冷式罗茨真空泵的转子结构从两叶圆弧摆线转子改为三叶圆弧摆线转子，可显著提高抽气速率和降低声。
气冷式罗茨真空泵的结构及运转特点使其难以通过实验工具对内部流动进行检测。
随着计算机技术的发展，CFD越来越多地应用于流体设备的设计和流场分析中，CFD数值模拟可真实地显示流体的流动状况。
本文采用广泛应用于CFD行业的FLUENT软件模拟三叶转子气冷式罗茨真空泵的内部流动，分析内部流场的流动情况，为气冷式罗茨真空泵及同类产品的优化设计提供。
1计算模型1.1基本方程连续性方程鄣鄣t运动方程鄣t鄣A鄣Xi广式⑴（5，为密度，为时间从为速度矢量，v、w是速度矢量ui 在X、、、、方向的分量）是流体微单元体上的压力，是动力粘度，u、Sv、Sw是动量守恒方程的广义源项，p是比热容，T为温度，为流体的传热系数，T为粘性耗散项。
1.2湍流模型湍流模型采用RNGk-e模型，该模型考虑了平均流动中的旋转及旋流流动情况，能够更好地处理高应变率及流线弯曲程度较大的流动。
k方程和e方程分别为：（鹞）+.今式（6）、（7）中Gk是由于平均速度梯度引起的湍动能k的产生项。
1.由于泵运转时转子在一个周期内各个时刻的位置在发生变化，其流道形状也在不断变化。
通过定义型函数采用动网格技术实现转子的转动。
1.4模型建立及网格划分建立三叶圆弧摆线转子气冷式罗茨真空泵的模型其主要参数有：抽气速率为300L/s，中心距180mm，电机转速为由于计算模型为非定常，计算区域划分网格的尺寸小，划分的总体网格数大，计算时间较长，三维模型径向截面流动同二维的流动情况基本相同，二维计算模型能够满足流场分析的需求，因此计算中采用了二维模型。
为三叶圆弧摆线转子气冷式罗茨真空泵二维流道模型。
为便于计算以及尽量减少网格数，进气、排气非旋转区域因为在计算过程中网格没有变化，采用四边形结构化网格；旋转流场区域网格随时间变化，为减小不同时刻网格的扭曲率以及计算的收敛性深用三角形网格。
整个流场的初始网格数为115340，网格最大扭曲率为0505867. 1.5边界条件及初始条件设置边界条件设置如下进气压强为5000Pa，进气温度为20C；排气压强为20000Pa，排气温度为140C；左石两返冷气压强为20000Pa，温度为30C.上述所采用的压强均为绝对压强值。
流动介质采用空气，按理想气体设置属性，初始化整个流
场。
2数值模拟结果及分析2.1确定流场分析的位置由于泵开始旋转阶段内部流场的流动不稳定，为保证分析的流场内部流动处于稳定状态，取转子旋转一定角度，分析其典型位置的流场状况。
以石转子顺时针旋转如下角度进行分析。
125.13.位置为进气腔与石转子工作腔间的流道开始变小；左转子工作腔芫全与返冷气口相通并与排气腔隔离。
143.01.位置为石转子工作腔封闭，左转子工作腔继续与返冷气口相通并与排气腔隔离。
89°位置为石转子工作腔开始与返冷气口、排气腔相通，左转子工作腔即将与排气腔相通。
169.82位置为石转子工作腔芫全与返冷气口相通并与排气腔隔离；左转子工作腔与排气腔相通。
39位置为石转子工作腔与排气腔相通，左转子工作腔与返冷气口相通并开始与排气腔隔离。
2.2压强分布至为上述位置的泵内部流场压强等值线分布图。
从图中可以看出，各个位置的进气腔压强分布较均匀，大部分区域的压强为设定的进气压强，在转子的齿根附近，形成低于进气压强的区域，低压区域随着转子的转动被转子带入工作腔。
各图中的最小压强均出现在转子与转子及转子与泵内壁的间隙处。
由于存在间隙，高压区域气体通过间隙向低压气体区域高速返流，导致压力能转化为动能，压强降低。
各个位置的工作腔压强随着位置的不同，压强发生较大变化。
进气腔与工作腔相通及工作腔封闭两个状态，工作腔内的压强基本不变，如、中的石工作腔。
当工作腔与返冷气口、排气腔同时相通时，腔内压强上升至6000Pa左石，如中的石工作腔。
当转子继续转动至169.82.位置，也就是工作腔开始与返冷气口相通但与排气腔隔离的位置，工作腔压强增大至16000Pa左石，而不是所预测的20000Pa，如的石工作腔。
工作腔与返冷气口相通但与排气腔隔离的整个过程中，见、、和的左工作腔，腔内压强从16000Pa逐渐升到20000Pa.各个位置的排气腔压强为边界条件设定的排气压强2.3进气腔速度分布从至0各位置的进气腔速度矢量图可看出，进气腔的气体受转子转动挤压及转子与转子间隙、转子与泵内壁间隙的气体返流的影响，出现大量涡旋。
至进气腔中的低压区正是涡旋所在位置。
涡旋的位置、形状和大小随着转子的转动而发生变化。
随着转子的周期性运动，涡旋会周期性的产生、发展和消失，导致进气腔处产生进气涡旋声。
进气口处均出现气体返流，返流位置随着转子的位置不同有所变化。
由于工作腔与排气腔相通前工作腔内的压强已达到排气压强，排气腔处的流动状况较好，气体随着转子的转动正常排出。
1为石工作腔与排气腔相通时的排气腔速度矢量图，排气有序，基本上没有涡旋，排气口石侧出现少量气体3结论工作腔与返冷气口相通时，腔内存在压差，出现强度较大的涡旋，结果使腔内压强均匀，涡旋逐渐减小直至消失，在这过程中返冷气口处产生周期性的涡旋声。
进气腔处涡旋较多，由于转子的周期性运动，产生周期性的进气涡旋声。
由于转子与转子、转子与泵内壁间存在间隙，高压气体通过间隙向低压气体区域高速返流，影响泵的抽气速率、极限真空及声。
工作腔与排气腔相通前工作腔内的气体压强已经达到排气压强，排气腔处的气体流动状况较好，基本没有涡旋产生，排气腔处的涡旋声基本没有。