2596

2596

تحليل عددي جريان در يك پمپ خلاء و بررسي اثر پارامتر هاي اصلي موثر

كارشناسي ارشد

مكانيك

1383

دكتر محمد حسن شجاعي فرد

06

به منظور بررسي و تحليل رفتار سيال لزج در پمپ هاي خلاء ، پمپ روتس به عنوان يك پمپ مكانيكي خلاء ساز انتخاب شده است .رفتار گازها و خصوصيات پمپ روتس بررسي شده است .براي شبيه سازي جريان در پمپ ، بايد معادلات ناوير - استوكس در آن حل شود. به اين منظور از نرم افزار فلوئنت استفاده شده است . در واقع معادلات ناوير - استوكس با گسسته سازي و روش حجم محدود در كل جريان حل شده اند . ابتدا اندازه گيري يك پمپ روتس انجام گرفته ، سپس با توجه با اندازه ها مدل در نرم افزار ترسيم و شبكه بندي گرديده است .سه منطقه مجزا در داخل پمپ جهت چرخش لابي ها مشخص گرديده است .سپس از نرم افزار جهت شبيه سازي جريان استفاده گرديده است. مدل توربولانسي مورد استفاده قرار گرفته است . شرايط مرزي فشار ورودي و خروجي به صورت فشار ثابت ورودي و خروجي مشخص شده اند و ديواره ها به دو صورت ثابت و متحرك مقدار دهي گرديده اند . ساير مشخصات فيزيكي و غيره از خصوصيات گازها بدست آمده است. دو روش محور هاي مختصات چرخان و شبكه هاي متحرك فعال شده اند و جريان در پمپ در دو حالت پايدار و ناپايدار در سرعت دوراني واقعي شبيه سازي گرديده است. سپس جريان به صورت سه بعدي شبيه سازي گشته است . آنچه در خلاء سازي از اهميت فراوان برخوردار است ، ظرفيت تخليه است و لذا داشتن پمپي با ظرفيت بالاتر مطلوب تر خواهد بود . دو پارامتر اصلي در طراحي پمپ هاي روتس وجود دارد. لذا به كمك طراحي مكانيزم ها و با استفاده از روش "تابع انحراف " از روي لابي ها (روتور) ي پمپ اوليه ، دو پمپ ديگر طراحي شده اند و سپس دو مدل ديگر به كمك اين فاكتور ها ساخته شده اند ؛ سپس جريان در آنها نيز به همان طريق قبل شبيه سازي گرديده است. در ادامه عملكرد- ظرفيت تخليه - اين سه پمپ با يكديگر مقايسه شده است.تمام خصوصيات جريان از جمله تغييرات فشار و آشفتگي ها و بردار هاي سرعت در حالت هاي مختلف لابي ها و در هر سه پمپ مقايسه انجام گشته است . نتايج بدست آمده با نتايج تئوري - تجربي موجود مقايسه شده است.