油扩散泵的工作原理与结构参考资料

1、11 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 10-210-6pa。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。当油蒸汽从伞形喷咀（如 I 级喷咀）以超音速喷岀后，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

2、，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。伽* K泗K托圉furrK3KJSK-H7”&込 _x 1 kx_mIn *LSIZW*L3iXttil谪扩融翘或4觅皐舅人U底力的黃基曲裁3 扩散泵的性能计算K 1W2Do = l 6D, =1.65-(nmi)PaxlO_JIGK+G2129/ (mm)P4xlOD= (5-8)(mm)阳严进(叫陀)_2aX3-iF+T+ G+G亠d-g+lK + 11 肚 “d K 1=- MSin 0-珂K + 1K+lPi _ (K+1)M伽咋 可一2 +住一1)M：&沪BT2_(1T?=号M：Sin询(去 肠书-)S

3、加B巡-1)1(4)(5)()(9)(10)(11)(1?wwwxhvocuum com扩散泵的抽速 S 的计算1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3a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(P2/ Pl)max的计算(5)式中3、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10-210-6Pa,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， 可用气体动力学理论去处理， 在分子流领域里， 可用分子流

4、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。M. 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2。(6)式中 C油蒸汽分子的平均热运动速度(cm/s)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ndng(混合物中空气分子密度)，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)工作蒸汽在喷咀内的流动， 可用一维定常等熵流的公式去计算， 而工作蒸汽在喷咀外的 流动比较复杂，往往是膨胀波、微压缩波和激波共存的复杂

5、流场。关于膨胀波的流场， 可用下边的普朗特迈耶流公式求解。 对左伸膨胀波系， 其计算 公式为：(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 C1, 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 P1、P1、T1及 P2、P2、T2分别表示波前波后的压力，密度及温度M1波前气流马赫数B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，