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真空 ›› 2025, Vol. 62 ›› Issue (2): 35-41.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2025.02.05

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受限空间离心真空泵进气管道气动优化设计

齐大伟1, 李传旭2, 陈德江1, 赵顺洪1   

  1. 1.中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所,四川 绵阳 621000;
    2.成都华西化工科技股份有限公司,四川 成都 610000
  • 收稿日期:2024-05-29 出版日期:2025-03-25 发布日期:2025-03-24
  • 作者简介:齐大伟(1983-),男,辽宁义县人,高级工程师。

Aerodynamic Optimization Design of Intake Pipe of Centrifugal Vacuum Pump in Confined Space

QI Dawei1, LI Chuanxu2, CHEN Dejiang1, ZHAO Shunhong1   

  1. 1. Hypersonic Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center, Mianyang 621000, China;
    2. Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd., Chengdu 610000, China
  • Received:2024-05-29 Online:2025-03-25 Published:2025-03-24

摘要: 针对受限空间条件下大型离心真空泵并联运行入口流量难以均匀分配的问题,采用数值模拟方法对离心真空泵入口四路五通管道进行气动分析,获得了进气流动均匀、流动压力损失小、流量分配均匀的气动结构,并通过实际应用进行了验证。结果表明:采用相贯锥面一分二、二分四进行分流是受限空间条件下较为有效的四路五通分流策略;在前后进气口路径长短差异较大,难以同时满足流动均匀性和流阻匹配条件下,以降低流阻为主,可设计整流装置来匹配流阻差异;优化后气动结构主管道与各进气口压差及流量实际测试结果与计算结果一致,设计方法有效且可行。

关键词: 受限空间, 离心真空泵, 五通管道, 气动结构

Abstract: Aiming at the problem that the inlet flow of large-scale centrifugal vacuum pump is difficult to distribute uniformly in parallel operation in confined space, the aerodynamic analysis of four-way and five-way inlet pipes of centrifugal vacuum pump is carried out by numerical simulation analysis. The aerodynamic structure with uniform inlet flow, small flow pressure loss and uniform flow distribution is obtained, and it is verified by practical application. The results show that the strategy of dividing intersecting cone into two and then dividing into four is an effective four-way and five-way diversion strategy in confined space. Under the condition that the length of the front and rear air inlet paths is quite different, it is difficult to meet the flow uniformity and flow resistance matching at the same time, so the rectifier is designed to match the flow resistance difference. The practical test results of pressure difference between the main pipeline and inlets of optimized pneumatic structure and their flow rate are consistent with the calculated results, indicating that the design method is effective and feasible.

Key words: confined space, centrifugal vacuum pump, five-way inlet pipe, pneumatic structure

中图分类号:  TH452

[1] 齐大伟, 李伟华, 李传旭, 等. 大型风洞用离心真空泵气动设计[J].真空, 2021, 58(4): 49-53.
[2] 王尚锦. 离心压缩机三元流动理论及应用[M]. 西安:西安交通大学出版社,1991.
[3] CAME P M, ROBINSON C J.Centrifugal compressor design[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 1998, 213(2): 139-155.
[4] 卢向银,李振光,乔素兰,等. 新型离心式真空泵在煤化工领域中首次应用[J]. 化工机械,2022,49(1):143-144.
[5] 李佳,李健. 离心真空泵的气动设计探讨[J]. 真空与低温,2013(4):214-218.
[6] 张玉珠,齐智勇. 3万8空分单轴悬臂多级离心压缩机的研制[J]. 风机技术,2011(6):22-25.
[7] 钱炜祺,符松. 弯曲管道内湍流流动的数值模拟[J]. 推进技术,2001,22(2):129-132.
[8] 蔡报炜,王建军. 波浪管内流场与传热及阻力特性数值模拟[J]. 原子能科学技术,2014(7):1194-1199.
[9] 朱冬生,郭新超,刘庆亮. 扭曲管管内传热及流动特性数值模拟[J]. 流体机械,2012,40(2):63-67.
[10] 刘大明. 汽油机缸内气流瞬态运动及近壁面流动特性的实验与模拟研究[D]. 天津:天津大学,2014.
[11] 惠荣娜. 通风管道局部构件阻力系数及减阻方法研究[D]. 西安:西安建筑科技大学,2007:49-51.
[12] 朱正林,徐治皋,辛洪祥. T型三通性能优化[J]. 南京工程学院学报(自然科学版),2007,5(2):60-63.
[13] 陈磊. 弯头耦合三通降阻PIV实验及CFD研究[D].西安:西安建筑科技大学,2009:103-107.
[14] 孟康,程永,肖玲,等. 不同夹角T型三通流动特性的数值研究[J]. 黑龙江科技信息,2010(1):30-31.
[15] 隋洪涛. 精通CFD 动网格工程仿真与案例实战[M].北京:人民邮电出版社,2013.
[16] BARTOSIEWICZ Y, AIDOUN Z, DESEVAUX P, et al.CFD-experiments integration in the evaluation of six turbulence models for supersonic ejectors modeling[C]// Integrating CFD and Experiments Conference. Glasgow, UK, 2003.
[17] WILCOX D C.Turbulence modeling for CFD[M]. California: DCW Industries, Inc., 1998.
[18] 赵瑞,阎超. 超声速复杂流动中湍流模型的性能评估[J]. 北京航空航天大学学报,2011,37(2):202-205.
[19] MENTER F R.Zonal two equation k-ω turbulence models for aerodynamic flows[C]// 23rd Fluid Dynamics, Plasmadynamics, and Lasers Conference. Orlando,FL,USA: AIAA, 1993.
[20] MENTER F R.Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications[J]. AIAA Journal, 1994,32(8):1598-1605.
[21] 周俊波,刘洋. FLUENT6.3流场分析从入门到精通[M]. 北京:机械工业出版社,2012.
[22] 王福军. 计算流体动力学分析-CFD原理及应用[M]. 北京:清华大学出版社,2004.
[1] 齐大伟, 陈德江, 吕德润. 新型大排量高压比离心真空机组研制[J]. 真空, 2024, 61(6): 26-32.
[2] 齐大伟, 李伟华, 李传旭, 吴斌, 陈德江, 唐志共. 大型风洞用离心真空泵气动设计[J]. 真空, 2021, 58(4): 49-53.
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[1] 李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙 健, 李 刚, 裴晓强. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 1 -9 .
[2] 周彬彬, 张 建, 何剑锋, 董长昆. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极[J]. 真空, 2018, 55(5): 10 -14 .
[3] 柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15 -18 .
[4] 李民久, 熊 涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源[J]. 真空, 2018, 55(5): 19 -24 .
[5] 刘燕文, 孟宪展, 田 宏, 李 芬, 石文奇, 朱 虹, 谷 兵, 王小霞 . 空间行波管极高真空的获得与测量[J]. 真空, 2018, 55(5): 25 -28 .
[6] 徐法俭, 王海雷, 赵彩霞, 黄志婷. 化学气体真空 - 压缩回收系统在环境工程中应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 29 -33 .
[7] 谢元华, 韩 进, 张志军, 徐成海. 真空输送的现状与发展趋势探讨(五)[J]. 真空, 2018, 55(5): 34 -37 .
[8] 孙立志, 闫荣鑫, 李天野, 贾瑞金, 李 征, 孙立臣, 王 勇, 王 健, 张 强. 放样氙气在大型收集室内分布规律研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 38 -41 .
[9] 黄 思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应 冰 . 液环压缩机性能相似定律的实验研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 42 -45 .
[10] 常振东, 牟仁德, 何利民, 黄光宏, 李建平. EB-PVD 制备热障涂层的反射光谱特性研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 46 -50 .