擴(kuò)散泵的性能計(jì)算
1、擴(kuò)散泵的抽速S的計(jì)算
參考公式(4)
式中 ω——蒸汽射流的平均速度
R(L)、R(O)——分別表示泵筒與噴咀帽的直徑
a——蒸汽射流與泵壁的夾角
D——氣體在射流中的擴(kuò)散系數(shù)
2、擴(kuò)散泵每級(jí)最大壓縮比(P2/P1)max的計(jì)算(5)
式中ω、D——意義同(4)
L——蒸汽射流長(zhǎng)度
擴(kuò)散泵的性能計(jì)算公式
3、蒸汽射流流譜的計(jì)算
擴(kuò)散泵各級(jí)蒸汽射流的工作壓強(qiáng)范圍為10-2～l0-6Pa，在這樣寬的領(lǐng)域里，蒸汽流從連續(xù)流向滑流、過渡流、分子流過渡。用一種理論解決上述各種流態(tài)中的問題是很困難的。通常，在連續(xù)流領(lǐng)域里，可用氣體動(dòng)力學(xué)理論去處理，在分子流領(lǐng)域里，可用分子流理論去處理。然而，處理兩種流態(tài)之間的問題也是很困難的。為此，在處理蒸汽流問題之前，必須弄清楚所要處理的蒸汽流是屬于那種流態(tài)。
M.Wutz建議用特征碰撞數(shù)Z大于10作為應(yīng)用氣體動(dòng)力學(xué)的判據(jù)。
參考公式 (6)
式中C——油蒸汽分子的平均熱運(yùn)動(dòng)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nd》ng(混合物中空氣分子密度)，所以l可看成是蒸汽分子的平均自由程(cm)
L——蒸汽射流的長(zhǎng)度(cm)
V——蒸汽射流的平均速度(cm/s)
工作蒸汽在噴咀內(nèi)的流動(dòng)，可用一維定常等熵流的公式去計(jì)算，而工作蒸汽在噴咀外的流動(dòng)比較復(fù)雜，往往是膨脹波、微壓縮波和激波共存的復(fù)雜流場(chǎng)。
關(guān)于膨脹波的流場(chǎng)，可用下邊的普朗特——邁耶流公式求解。對(duì)左伸膨脹波系，其計(jì)算公式為：(7)
對(duì)于右伸膨脹波系，其計(jì)算公式為：(8)
上二式中θ——氣流方向角
λ——速度系數(shù)
K——氣體絕熱指數(shù)
C1，C2——積分常數(shù)
關(guān)于激波流場(chǎng)中的氣流參數(shù)，由下面諸公式計(jì)算。(9)
式中λ1——激波前的速度系數(shù)
λ2x——激波后的速度系數(shù)在x軸上的分量
λ2y——激波后的速度系數(shù)在y軸上的分量
K——氣體絕熱指數(shù)
(10)
(11)
(12)
上三式中P1、ρ1、T1及P2、ρ2、T2分別表示波前波后的壓力，密度及溫度
M1——波前氣流馬赫數(shù)
β——激波角
K——氣體絕熱指數(shù)。
根據(jù)膨脹波及激波流場(chǎng)中的諸計(jì)算式，可繪出擴(kuò)散泵中各級(jí)射流流譜(如圖3中的I級(jí)噴咀流譜)。顯然，噴咀系統(tǒng)的幾何形狀、級(jí)間距離及壓縮比等對(duì)流譜和泵的性能有很大影響。為了確定較佳的噴咀形狀、級(jí)間距離及壓縮比，應(yīng)繪出多種工況下的流譜，選出其中一組較佳數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)方案。究竟選擇那種流譜為最佳方案，應(yīng)考慮下述原則：
(1)各級(jí)射流不重疊。
(2)應(yīng)保證第一級(jí)射流充分膨脹。
(3)保證第一級(jí)射流有足夠的長(zhǎng)度，并且與泵壁的夾角應(yīng)盡量小，以利于提高何氏系數(shù)。
同樣，第一噴咀上的擋油帽位置也應(yīng)根據(jù)第一級(jí)射流流譜來確定，即擋油帽的軸向安裝位置應(yīng)保證擋住第一級(jí)射流流線中垂直泵壁以上的分量。
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