本文利用數(shù)值模擬軟件FLUENT 建立三葉轉(zhuǎn)子氣冷式羅茨真空泵的二維計算模型，采用動網(wǎng)格技術(shù)對氣冷式羅茨真空泵內(nèi)部流動進(jìn)行動態(tài)模擬。分析了轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動情況下泵內(nèi)部流場的變化、內(nèi)部流場的壓強分布以及進(jìn)排氣腔的速度分布，得出泵內(nèi)部流場的流動規(guī)律,為氣冷式羅茨真空泵的設(shè)計和分析提供理論依據(jù)，同時可以用于氣冷式羅茨真空泵的性能預(yù)測及優(yōu)化設(shè)計。

　　氣冷式羅茨真空泵具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠等優(yōu)點，近年來廣泛應(yīng)用于大型空間模擬裝置、汽輪機動平衡裝置、化工等各行業(yè)，市場前景廣闊、經(jīng)濟(jì)效益顯著。在真空技術(shù)網(wǎng)以往的文章里中已經(jīng)對氣冷式羅茨真空泵轉(zhuǎn)子的型線進(jìn)行分析比較，從中可知在泵的中心距和外圓半徑相同的條件下，轉(zhuǎn)子葉數(shù)越多，容積利用系數(shù)λ 越大。目前國內(nèi)的氣冷式羅茨真空泵的轉(zhuǎn)子基本上是兩葉寬頭圓弧擺線型線，試驗表明將氣冷式羅茨真空泵的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)從兩葉圓弧擺線轉(zhuǎn)子改為三葉圓弧擺線轉(zhuǎn)子，可顯著提高抽氣速率和降低噪聲。

　　氣冷式羅茨真空泵的結(jié)構(gòu)及運轉(zhuǎn)特點使其難以通過實驗工具對內(nèi)部流動進(jìn)行檢測。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，CFD 越來越多地應(yīng)用于流體設(shè)備的設(shè)計和流場分析中，CFD 數(shù)值模擬可真實地顯示流體的流動狀況。本文采用廣泛應(yīng)用于CFD行業(yè)的FLUENT 軟件模擬三葉轉(zhuǎn)子氣冷式羅茨真空泵的內(nèi)部流動，分析內(nèi)部流場的流動情況，為氣冷式羅茨真空泵及同類產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計提供參考。

3、結(jié)論

　　(1) 工作腔與返冷氣口相通時，腔內(nèi)存在壓差，出現(xiàn)強度較大的渦旋，結(jié)果使腔內(nèi)壓強均勻，渦旋逐漸減小直至消失，在這過程中返冷氣口處產(chǎn)生周期性的渦旋噪聲。

　　(2) 進(jìn)氣腔處渦旋較多，由于轉(zhuǎn)子的周期性運動，產(chǎn)生周期性的進(jìn)氣渦旋噪聲。

　　(3) 由于轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與泵內(nèi)壁間存在間隙，高壓氣體通過間隙向低壓氣體區(qū)域高速返流，影響泵的抽氣速率、極限真空及噪聲。

　　(4) 工作腔與排氣腔相通前工作腔內(nèi)的氣體壓強已經(jīng)達(dá)到排氣壓強，排氣腔處的氣體流動狀況較好，基本沒有渦旋產(chǎn)生，排氣腔處的渦旋噪聲基本沒有。