بررسی عددی زاویه پره در طبقات میانی و پایانی یک پمپ توربومولکولار پنج طبقه با درنظرگرفتن اثر مولکول‌های بازگشتی از سایر طبقات به روش ذره نمونه مونت‌کارلو

نوع مقاله : مقاله علمی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهیدرجایی، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش پس از بررسی کارهای تئوری و آزمایشگاهی انجام‌شده در زمینه پمپ‌های توربومولکولار به شبیه‌سازی رفتار مولکول در جریان مولکولی آزاد در بین طبقات پمپ توربومولکولار با درنظرگرفتن اثر مولکول‌های بازگشتی از سایر طبقات پرداخته خواهد شد. این شبیه‌سازی در دستگاه مختصات استوانه‌ای، به روش ذره نمونه مونت‌کارلو و با درنظرگرفتن هندسه واقعی و سه‌بعدی پره انجام شده است. سپس کار حاضر با نتایج تجربی و کارهای قبلی اعتبارسنجی و مقایسه می‌شود. در ادامه برای بررسی اثر زاویه پره در طبقات میانی و پایانی پمپ توربومولکولار، باتوجه‌به اینکه عمدتاً در این طبقات از سه زاویة20، 15 و 10 درجه استفاده می‌‌‌شود، چهار ترکیب مختلف از زوایای مذکور برای یک پمپ توربومولکولار پنج‌طبقه ارائه شده است. در نهایت پس از بررسی چهار ترکیب ارائه شده می‌‌توان دریافت که برای طبقات میانی و پایانی پمپ توربومولکولار باید از زوایای مختلف با تأکید بر زاویه 15 درجه در مقایسه با زوایای 20 و 10 درجه و استفاده کمتر از زاویه 10 درجه به‌منظور دستیابی به حداکثر نسبت تراکم و حداکثر دبی عمل شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical investigation of the blade angle in the middle and final stages of a five-stage turbomolecular pump by considering the effect of returning molecules from other stages using the TPMC method

نویسندگان [English]

  • mojtaba sadeghian
  • Miralam Mahdi
Mech. Eng., Shaid Rajaee Teacher Traning Univ., Tehran, Iran
چکیده [English]

In this research, after examining the theoretical and experimental work done in the field of turbomolecular pumps, the simulation of the behavior of molecules in the free molecular flow between the stages of the turbomolecular pump, considering the effect of returning molecules from other stages, will be done. This simulation was done in the cylindrical coordinate system, using the test-particle Monte Carlo method and considering the real and three-dimensional geometry of the blade. Then the present work is validated and compared with experimental results and previous works. In the following, to investigate the effect of the blade angle in the middle and final stages of the turbomolecular pump, considering that three angles of 20, 15 and 10 degrees are mainly used in these stages, four different combinations of the aforementioned angles are presented for a five-stage turbomolecular pump. Finally, after examining the four combinations presented, it can be found that, for the middle and final stages of the turbomolecular pump, it should be done from different angles, emphasizing the 15 degree angle compared to the 20 and 10 degree angles and using less than the 10 degree angle in order to achieve the maximum comperation ratio and maximum flow rate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Turbomolecular Pump
  • Numerical Simulation
  • Test-Particle Monte Carlo Method
  • Returning