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大泄漏率真空设备抽漏气理论计算

真空科学与技术学报 2017年第11期37卷 1044-1049页

作者：郭梁赵俊生郭彦青中北大学机械工程学院太原030051

在真空环境获得试验中,多数研究的都是高抽速低泄漏量的情况,很少有对高泄漏率进行分析研究的,但大泄漏量在工程应用中却是非常重要的部分。本文针对高抽速大泄漏量的问题进行研究,采用静态升压法来解决工程实践中经常存在的泄漏点分散... 详细信息

在真空环境获得试验中,多数研究的都是高抽速低泄漏量的情况,很少有对高泄漏率进行分析研究的,但大泄漏量在工程应用中却是非常重要的部分。本文针对高抽速大泄漏量的问题进行研究,采用静态升压法来解决工程实践中经常存在的泄漏点分散和漏孔形状不规则的问题;考虑到泵组泄漏、气体成分和管道流导等因素对系统有效抽速的影响,对泵组的抽速计算进行了参数修正;通过将大泄漏量带入抽速曲线进行对比计算,得出大泄漏量对于抽气时间的影响;通过具体试验,将试验结果与理论计算结果进行对比分析,验证了模型的正确性和准确性。该理论计算方法为工程实际中存在的大泄漏问题提供了理论支持,为之后的气压控制提供了定量计算依据。

关键词：真空环境获得静态升压法有效抽速抽气模型管道流导

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一种新型电磁真空泵的优化设计

机械设计与制造 2020年第9期 267-270,275页

作者：柯燕峰常思勤谭草南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

针对传统膜片式真空泵质量大、成本高的缺点,提出了一种由电磁执行器直驱的两级串联膜片式真空泵,并验证了其具有良好的抽气性能。利用Matlab/Simulink建立了电磁真空泵的仿真模型,结合仿真模型分析及样机性能测试,确定模型参数,验证了... 详细信息

针对传统膜片式真空泵质量大、成本高的缺点,提出了一种由电磁执行器直驱的两级串联膜片式真空泵,并验证了其具有良好的抽气性能。利用Matlab/Simulink建立了电磁真空泵的仿真模型,结合仿真模型分析及样机性能测试,确定模型参数,验证了模型准确性;结合插值法与有限元法建立了簧片阀刚度和结构参数之间的关系式,并根据簧片阀结构建立了等效质量和结构参数之间的关系式;在此基础上,以真空度最大为目标,利用遗传算法进行簧片阀组的协同优化。结果表明:电磁真空泵样机优化后抽气性能提升了37%,优化后的抽气性能良好,30s内真空度可达66.9kPa,为后续电磁真空泵的研究提供了参考。

关键词：电磁真空泵簧片阀抽气模型仿真分析优化设计

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高负荷吸附式风扇气动性能数值模拟

燃气涡轮试验与研究 2012年第4期25卷 16-19,62页

作者：周铮王掩刚中国燃气涡轮研究院四川成都610500 西北工业大学陕西西安710072

采用NUMECA商用软件,模拟了叶片附面层吸气技术对高负荷风扇叶片三维流场的影响。重点研究了抽气模型的建立方法,深入分析了不同开孔位置、尺寸及不同抽吸量对风扇气动性能的影响。结果表明,在来流条件相同的情况下,转、静子选取适当的... 详细信息

采用NUMECA商用软件,模拟了叶片附面层吸气技术对高负荷风扇叶片三维流场的影响。重点研究了抽气模型的建立方法,深入分析了不同开孔位置、尺寸及不同抽吸量对风扇气动性能的影响。结果表明,在来流条件相同的情况下,转、静子选取适当的开孔位置,抽吸流量为总流量的1.5%时,压比、效率最大可分别提高6.5%和1.6%。

关键词：高负荷吸附式风扇附面层吸气抽气模型开孔位置高推重比气动性能

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多级水蒸气喷射泵系统性能优化及能耗分析

多级水蒸气喷射泵系统性能优化及能耗分析

作者：魏如垒东北大学

学位级别：硕士

水蒸气喷射泵是以蒸汽作为系统的工作介质,抽气能力较好,同时结构简单,无机械运动,污染较少,因此被广泛应用在石油、食品、化工等多种领域。随着现在工业对真空泵的需求的增加,真空泵发展速度也在加快,降低能耗对推进水蒸气喷射泵的发... 详细信息

水蒸气喷射泵是以蒸汽作为系统的工作介质,抽气能力较好,同时结构简单,无机械运动,污染较少,因此被广泛应用在石油、食品、化工等多种领域。随着现在工业对真空泵的需求的增加,真空泵发展速度也在加快,降低能耗对推进水蒸气喷射泵的发展及开展绿色环保型生产起着至关重要的作用。从工程应用的角度考虑,数值模拟的方式相对费时,通过数学模型的方式来实现节能降耗有较大的实际应用价值。本文从节能的角度出发,以实验数据为基础,通过MATLAB软件进行三维曲面拟合,优化单级水蒸气喷射泵抽气模型,为多级泵优化设计打下基础;通过合理分配多级水蒸气喷射泵中各级泵压缩比的方式,降低系统能耗,并编写程序得出计算结果;以液环式真空泵替代末级水蒸气喷射泵,进一步降低能耗,并将三种真空系统的结果进行对比分析。主要做的研究工作如下:1)分析水蒸气喷射泵的几种经典抽气模型,将模型结果与实验结果做误差分析。得出奥芳夫计算模型的误差率最低,平均值为14.34%。且当膨胀比B抽气模型。处理实验数据并利用MATLAB软件拟合回归公式,在拟合效果达到99.5%后,得到一组分段函数,为抽气模型的改进形式。2)以多级水蒸气喷射泵系统的性能优化为目标,给出压缩比Y的分配方案。建立优化设计及数学规划的思维,压缩级采用等引射系数法,喷射级采用直接搜索法,整个喷射泵系统采用直接搜索法,以工作蒸汽消耗量的最小值为目标建立优化函数,通过MATLAB软件编程,得出计算结果。与实际技术参数比较分析,得出:在工作蒸汽压力为5730Pa,真空度为0.98MPa的情况下,工作蒸汽消耗量和冷凝水消耗量的节能比例可近似达到32%。3)液环泵具有压缩温升小,能耗低,运行更加安全可靠的特点,故采用液环泵代替末级水蒸气喷射泵,组成水蒸气喷射泵+液环式真空泵机组,达到节约能耗、提高系统稳定性。计算结果表明:改造后的系统可降低能耗3934MJ/h,优化后的系统可降低能耗2118MJ/h;改造后的系统1年减少费用为125.69万元;优化后的系统1年减少费用为71.296万元。工业用真空系统,可根据使用年限等实际的情况选择合理的节能方案。

关键词：水蒸气喷射泵抽气模型优化设计液环式真空泵节能

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蒸汽喷射泵系统性能优化的研究

蒸汽喷射泵系统性能优化的研究

作者：李丹丹东北大学

学位级别：硕士

高压工作蒸汽通过拉瓦尔喷嘴喉径时产生高速气流,同时在喷嘴处形成真空,在此区域内将被抽气体吸入,与工作蒸汽混合进入混合室;在混合室内工作蒸汽与被抽气体进行动量与能量的交换;然后以亚声速从扩散管排出,同时混合气体的速度逐渐降低... 详细信息

高压工作蒸汽通过拉瓦尔喷嘴喉径时产生高速气流,同时在喷嘴处形成真空,在此区域内将被抽气体吸入,与工作蒸汽混合进入混合室;在混合室内工作蒸汽与被抽气体进行动量与能量的交换;然后以亚声速从扩散管排出,同时混合气体的速度逐渐降低,而压力随之升高,最终从排出口排出,从而实现抽气的目的。蒸汽喷射泵可以低位、露天安装,而且适用于不可凝性气体含量高的场合和工作蒸汽压不稳定的场合。蒸汽喷射泵的构造虽然很简单,但其抽气机理却很复杂,而且蒸汽喷射泵在工作过程中受诸多因素的影响。随着现在工业对真空泵的需求的增加,真空泵发展速度也在加快,它的特点也随着技术的改进和创新在日益满足人们的需求。降低能耗是推进蒸汽喷射泵发展的重要因素。本文从节能的角度出发,整个蒸汽喷射泵系统采用直接搜索法,合理分配各级泵的压缩比的设计方法寻求工作蒸汽消耗量的最小值;根据抽气计算模型和设计理论,编制设计软件,将优化的设计结果与实际技术参数进行比较。针对多级蒸汽喷射泵的抽气理论和系统优化本文进行如下研究:1)研究单级和多级蒸汽喷射泵的组成结构、工作原理、抽气理论以及影响蒸汽喷射泵性能的因素。2)从节能的角度出发,对不同级数的蒸汽喷射泵进行讨论,通过判定条件来确定是否需要冷凝器;压缩级采用等引射系数法,喷射级采用直接搜索法,来分配各级泵的压缩比,以达到节能的目的。3)对给定的真空条件(工作蒸汽压力和温度,被抽气体的流量、压力和温度以及冷凝水的温度),运用分配压缩比的方法,来计算工作蒸汽的消耗量,再将其与实际系统的技术参数进行比较分析。4)分别采用奥芳夫抽气模型和实验数据抽气模型分别计算工作蒸汽的消耗量,并将两种模型的计算结果进行比较和分析,并通过改变工作蒸汽压力和真空度进一步降低蒸汽喷射泵系统的能耗。5)对优化的三级水蒸气喷射泵进行简单的结构设计。

关键词：蒸汽喷射泵抽气模型压缩比分配工作蒸汽消耗量

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一种车用电磁真空泵的研究

一种车用电磁真空泵的研究

作者：柯燕峰南京理工大学

学位级别：硕士

近些年来,随着新能源汽车以及主动制动技术的发展,汽车真空助力制动系统所需的真空无法由发动机进气歧管提供,而现有的车用真空泵在响应速度、体积及功耗等方面存在提升空间,因此进一步开展对车用真空泵的研究具有重要的科学意义和应用... 详细信息

近些年来,随着新能源汽车以及主动制动技术的发展,汽车真空助力制动系统所需的真空无法由发动机进气歧管提供,而现有的车用真空泵在响应速度、体积及功耗等方面存在提升空间,因此进一步开展对车用真空泵的研究具有重要的科学意义和应用前景。针对汽车制动系统中的主动制动,提出了一种由电磁执行器直驱的两级串联膜片式真空泵,其具有响应速度快、体积小、功耗低、工作频率可实时快速调节等优点。本文主要工作如下:(1)电磁真空泵的结构设计与研究。根据电磁真空泵的功能要求以及其主要部件的类型选择,阐述并分析了一种串联双腔电磁真空泵的工作原理,进而提出一种结构设计方案。(2)电磁真空泵仿真模型的建立及分析。利用基本微分方程,采用Matlab/Simulink建立仿真模型,并针对簧片阀组对其位移变化情况进行分析,为后期簧片阀组结构优化中最优刚度变化范围的确定奠定基础。(3)簧片阀组的结构优化。结合插值法与有限元法建立簧片阀刚度和结构参数之间的关系式,根据簧片阀结构建立等效质量和结构参数之间的关系式,并确定簧片阀组优化参数,以设定真空度值为目标,利用遗传算法进行簧片阀组的优化设计。(4)电磁真空泵原理样件研制、测试及结果分析。加工、装配电磁真空泵并完成其控制系统设计,从而搭建真空度测试平台。通过试验验证设计方案可行性及仿真模型准确性;针对抽气性能影响因素提出结构改进方案,并进行相应的试验研究;基于测试分析能耗随工作频率变化规律。(5)电磁真空泵在汽车制动系统中的应用。针对本文预期实现的制动助力功能,提出一种主动真空助力器结构设计方案,分析其工作原理、确定关键参数、制定控制策略并对电磁真空泵进行匹配研究,进而对主动真空助力装置特性进行仿真分析,验证该主动真空助力装置满足制动要求。

关键词：电磁真空泵簧片阀抽气模型遗传算法主动真空助力器