油扩散泵的工作原理与结构

1、1. 概述油扩散泵的工作原理与水蒸汽喷射泵相似，都是靠高速蒸汽射流来携带气体以达到抽气的目的，故有如水蒸汽喷射泵相似的特点。不同点是扩散泵工作在高真空区域，其工作压强范围为 10一210-6pa。广泛用于电子、化工、冶金、机械、石油及原子能等工业部门中。2. 油扩散泵的工作原理与结构图3是扩散泵的结构示意图。L同* ?,尊堆 4蒙芯4,电炉 5-水肾 血控按骨ffi S油护域夏堵构示适囹当油蒸汽从伞形喷咀（如I级喷咀）以超音速喷出后，其速度逐渐增大，压力及密度逐渐降低，射 流上边的被抽气体 A因密度差要向蒸汽射流中扩散并被射流携带到水冷的泵壁处 B,在B处，工 作蒸汽大部分被冷凝成油滴沿泵壁流

2、回到油锅中循环使用， 而被抽气体在 B处堆积、压缩，最后 被下级射流携带走，以达到逐级压缩，最后被前级泵抽走。其抽速特性曲线如图 4所示。fHCK妙 UKy»IK J»珈&*1浦祝散旁盛气通辜号k口戒力的关矗的贱3. 扩散泵的性能计算Go ,、PoxlO-J敦+G，DM.6蹭Do = l 6K 丁 7 c (mm)P4 xWJ(2)D= (5-8)(mm)(4)(P奶危=酣切(5)Xa-1K-X X -1+ C+垣+&Wf 皿+iK + i 1 队E 2K _ _ a _ -1 =M Sin $片 K + l 1 K+lPi _ (K+螂"B p7

3、 2+(-wf2Pt2 _。T? = 官(当龄节-1)泌-1) 1S的计算1(i)扩散泵的抽速(4)式中3 蒸汽射流的平均速度R(L)、R(O)分别表示泵筒与喷咀帽的直径(S)V)(10)(11)(12)wwwxhvocuum coma蒸汽射流与泵壁的夹角 D气体在射流中的扩散系数(2) 扩散泵每级最大压缩比(P 2/ Pl) max的计算(5)式中w、D意义同(4) L蒸汽射流长度(3) 蒸汽射流流谱的计算扩散泵各级蒸汽射流的工作压强范围为10-2l0-6Pa,在这样宽的领域里，蒸汽流从连续流向滑流、过渡流、分子流过渡。用一种理论解决上述各种流态中的问题是很困难的。通常，在连 续流领域里，可

4、用气体动力学理论去处理，在分子流领域里，可用分子流理论去处理。然而，处 理两种流态之间的问题也是很困难的。为此，在处理蒸汽流问题之前，必须弄清楚所要处理的蒸汽流是属于那种流态。2OM. Wutz建议用特征碰撞数 Z大于10作为应用气体动力学的判据(6)式中C油蒸汽分子的平均热运动速度(cm/s)nd» ng(混合物中空气分子密l蒸汽流中混合物分子的平均自由程，因射流中蒸汽分子密度 度)，所以l可看成是蒸汽分子的平均自由程(cm)L蒸汽射流的长度(cm)V蒸汽射流的平均速度(cm / s)而工作蒸汽在喷咀外的流动工作蒸汽在喷咀内的流动，可用一维定常等炳流的公式去计算，比较复杂，往往是膨

5、胀波、微压缩波和激波共存的复杂流场。对左伸膨胀波系，其计算公式关于膨胀波的流场，可用下边的普朗特一一迈耶流公式求解。 为：(7)对于右伸膨胀波系，其计算公式为：(8)上二式中e气流方向角入一一速度系数K气体绝热指数Ci , C2积分常数关于激波流场中的气流参数，由下面诸公式计算。(9)式中入1激波前的速度系数入2x激波后的速度系数在X轴上的分量入2y激波后的速度系数在y轴上的分量K气体绝热指数(10)(11)(12)上三式中Pi、P 1、及P2、P 2、T2分别表示波前波后的压力，密度及温度M波前气流马赫数3激波角K气体绝热指数。根据膨胀波及激波流场中的诸计算式，可绘出扩散泵中各级射流流谱(如图3中的I级喷咀 流谱)。显然，喷咀系统的几何形状、级间距离及压缩比等对流谱和泵的性能有很大影响。为了确定较佳的喷咀形状、级间距离及压缩比，应绘出多种工况下的流谱，选出其中一组较佳数据为设计方案。究竟选择那种流谱为最佳方案，应考虑下述原则：(1) 各级射流不重叠。(2) 应保证第一级射流充分膨胀。(3) 保证第一级射流有足够的长度