盤型分子泵是牽引分子泵中的一種，氣體流向為徑向，不同于軸流牽引分子泵。由于自身特點決定，其抽氣腔的幾何形狀決定了泵的抽氣性能，這樣對于分子泵的設(shè)計來說，怎樣能讓氣體在徑向有效的流動，是盤型分子泵的研究重點。實際設(shè)計中提出過很多理論型線，也有很多的氣體研究方法，本文主要研究的是其中的圓弧形型線的抽氣腔，使用的研究方法是直接模擬蒙特卡羅方法(DSMC方法)。圓弧形型線在設(shè)計中應(yīng)用的十分廣泛，因為其型線簡單，加工容易，從而成為現(xiàn)今牽引分子泵的主流之一。同時，盤型分子泵的結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，在復(fù)合分子泵中，將其作為牽引級來說比圓柱螺旋槽盤型泵短，節(jié)約了空間，減少了泵體高度，使得泵的動平衡性能加強。直接模擬蒙特卡羅方法是一種先進的研究稀薄氣體動力學(xué)的方法，在研究分子運動中采用了劃分單元格的方法、抽樣碰撞方法、運動與碰撞解耦方法、隨機數(shù)方法，將分子的狀態(tài)描述出來，統(tǒng)計和分析分子的運動、碰撞、反射、旋轉(zhuǎn)、化學(xué)反應(yīng)等過程，記錄分子的位置、速度、溫度、質(zhì)量、分子數(shù)密度、自由度、動量、動能等微觀參數(shù)，并能得出氣體的宏觀流動參數(shù)和流動特性，從而可以對分子進行運動學(xué)、動力學(xué)、熱力學(xué)分析，分析得到稀薄氣體的各種性... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
獨創(chuàng)性聲明
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 稀薄氣體過渡流態(tài)的模擬方法介紹
        1.2.1 矩方程方法
        1.2.2 Monte-Carlo方法
        1.2.3 CFD方法
        1.2.4 直接模擬法
        1.2.5 其它方法
    1.3 本文工作
第二章 盤型分子泵簡介
    2.1 分子泵概述
    2.2 盤型分子泵原理
    2.3 盤型分子泵型線簡介
第三章 直接模擬蒙特卡羅方法（DSMC）
    3.1 概述
        3.1.1 蒙特卡羅方法基本思想
        3.1.2 直接模擬蒙特卡羅方法特點
        3.1.3 氣體分子動力學(xué)原理
        3.1.4 直接模擬蒙特卡羅方法與Boltzmann方程
    3.2 直接模擬蒙特卡羅模擬原理
        3.2.1 DSMC方法模擬流程
        3.2.2 DSMC方法中的分子運動問題
        3.2.3 DSMC方法中的碰撞問題
        3.2.4 DSMC方法中的邊界問題
        3.2.5 DSMC方法中的網(wǎng)格劃分及時間步長
第四章 盤型分子泵抽氣過程的DSMC模擬
    4.1 建立幾何模型
    4.2 網(wǎng)格劃分
    4.3 運動與碰撞設(shè)計
    4.4 入口邊界設(shè)計與碰撞邊界設(shè)計
    4.5 其它關(guān)鍵技術(shù)處理
        4.5.1 初始數(shù)據(jù)的設(shè)置
        4.5.2 最大壓縮比的統(tǒng)計
        4.5.3 最大抽氣系數(shù)的計算
        4.5.4 實驗氣體的選擇
        4.5.5 達到平衡狀態(tài)的循環(huán)情況
第五章 模擬結(jié)果分析
    5.1 幾何參數(shù)對抽氣系數(shù)的影響
        5.1.1 R3的影響
        5.1.2 Rc的影響
        5.1.3 R1的影響
        5.1.4 RPM的影響
        5.1.5 高度H的影響
        5.1.6 開口大小的影響
    5.2 溫度對抽氣系數(shù)的影響
        5.2.1 表面溫度的影響
        5.2.2 氣體溫度的影響
    5.3 其它因素的影響
        5.3.1 氣體種類的影響
        5.3.2 表面反射類型的影響
        5.3.3 氣體碰撞模型的影響
    5.4 不同氣體的壓縮比與抽氣系數(shù)
        5.4.1 氮氣在不同壓縮比下的抽氣系數(shù)
        5.4.2 氫氣在不同壓縮比下的抽氣系數(shù)
        5.4.3 氧氣在不同壓縮比下的抽氣系數(shù)
        5.4.4 氬氣在不同壓縮比下的抽氣系數(shù)
        5.4.5 氦氣在不同壓縮比下的抽氣系數(shù)
    5.5 抽速計算
    5.6 程序統(tǒng)計規(guī)律研究
        5.6.1 分子隨著時間的變化趨勢
        5.6.2 程序的振蕩現(xiàn)象
    5.7 本章總結(jié)
第六章 結(jié)束語及對未來工作展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 未來工作展望與建議
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]盤型分子泵3D過渡流特性[J]. 巴德純,劉波,王曉冬,楊乃恒,于治明.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2004(01)
[2]盤型分子泵3D流動的數(shù)學(xué)模型[J]. 巴德純,楊乃恒,王曉冬.  真空. 1998(05)
[3]拖動分子泵的抽速[J]. 儲繼國.  真空電子技術(shù). 1998(04)
[4]拖動分子泵的壓縮比——工作間隙的自泄漏模型[J]. 儲繼國.  真空. 1997(04)
[5]雙拖動分子泵[J]. 儲繼國.  真空科學(xué)與技術(shù). 1996(02)
[6]現(xiàn)代渦輪分子泵的技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J]. 楊乃恒.  真空. 1996(02)

碩士論文
[1]DSMC方法在循環(huán)流化床中的數(shù)值模擬[D]. 李滿枝.西北工業(yè)大學(xué) 2004
[2]稀薄氣體流動的DSMC/EPSM混合算法研究[D]. 吳明巧.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2001



本文編號：2902802