兩葉與三葉轉(zhuǎn)子氣冷式羅茨真空泵氣動噪聲分析

　　氣冷式羅茨真空泵的噪聲主要由機(jī)械噪聲和氣動噪聲組成，氣動噪聲具有強(qiáng)度高、危害大的特點，是氣冷式羅茨真空泵的主要噪聲。應(yīng)用FLUENT 軟件動態(tài)模擬泵的內(nèi)部流場，對兩葉、三葉轉(zhuǎn)子的氣冷式羅茨真空泵的氣動噪聲進(jìn)行比較，分析氣動噪聲產(chǎn)生的來源，為設(shè)計低噪聲的氣冷式羅茨真空泵提供參考。同時對兩種轉(zhuǎn)子的氣冷式羅茨真空泵的噪聲進(jìn)行測試，三葉轉(zhuǎn)子的氣冷式羅茨真空泵的噪聲明顯低于兩葉轉(zhuǎn)子的氣冷式羅茨真空泵。

　　氣冷式羅茨真空泵具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，能夠在高壓差和高壓縮比下正常運行，縮短大容器的抽空時間等優(yōu)點，近年來廣泛應(yīng)用于大型空間模擬裝置、汽輪機(jī)動平衡裝置以及化工等各行業(yè)，市場前景廣闊、經(jīng)濟(jì)效益顯著。但存在著噪聲大的缺點，不僅污染了環(huán)境，也惡化了工作條件，限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用，因此氣冷式羅茨真空泵的噪聲研究得到了廣泛關(guān)注。認(rèn)為氣冷式羅茨真空泵的噪聲主要由氣動噪聲和機(jī)械噪聲構(gòu)成，氣動噪聲具有強(qiáng)度高、危害大的特點，是氣冷式羅茨真空泵的主要噪聲。氣動噪聲主要由氣體脈動產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)噪聲和紊流產(chǎn)生的渦流噪聲組成。

　　在中心距和外圓半徑相同的條件下，三葉圓弧擺線轉(zhuǎn)子氣冷式羅茨真空泵的容積利用系數(shù)比兩葉圓弧擺線轉(zhuǎn)子氣冷式羅茨真空泵高。目前國內(nèi)氣冷式羅茨真空泵的轉(zhuǎn)子型線基本上是兩葉寬頭圓弧擺線，采用三葉圓弧擺線型線，可提高抽氣效率。本文應(yīng)用FLUENT 軟件數(shù)值模擬泵的內(nèi)部流場，對兩葉、三葉圓弧擺線轉(zhuǎn)子型線氣冷式羅茨真空泵的氣動噪聲進(jìn)行研究，分析氣動噪聲產(chǎn)生的來源，為設(shè)計低噪聲的氣冷式羅茨真空泵提供參考。

1、計算模型

　　1.1、基本方程

　　(1) 連續(xù)性方程

　　(2) 運動方程

　　(3) 能量守恒方程

　　式中ρ 是密度，t 是時間，ui 是速度矢量，u、v、w是速度矢量ui 在x、y、z 方向的分量。p 是流體微單元體上的壓力，μ 是動力粘度，Su,Sv,Sw 是動量守恒方程的廣義源項，cp 是比熱容，T 為溫度，k為流體的傳熱系數(shù)，ST 為粘性耗散項。