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三叶转子气冷式罗茨真空泵的流场数值分析气冷式罗茨真空泵具有结构简单、工作可靠等优点，近年来广泛应用于大型空间模拟装置、汽轮机动平衡装置、化工等各行业，市场前景广阔、经济效益显著。
在中已经对气冷式罗茨真空泵转子的型线进行分析比较，从中可知在泵的中心距和外圆半径相同的条件下，转子叶数越多溶积利用系数x越大。
目前国内的气冷式罗茨真空泵的转子基本上是两叶竟头圆弧摆线型线，试验表明将气冷式罗茨真空泵的转子结构从两叶圆弧摆线转子改为三叶圆弧摆线转子，可显著提高抽气速率和降低声。
气冷式罗茨真空泵的结构及运转特点使其难以通过实验工具对内部流动进行检测。
随着计算机技术的发展，CFD越来越多地应用于流体设备的设计和流场分析中，CFD数值模拟可真实地显示流体的流动状况。
本文采用广泛应用于CFD行业的FLUENT软件模拟三叶转子气冷式罗茨真空泵的内部流动，分析内部流场的流动情况，为气冷式罗茨真空泵及同类产品的优化设计提供。
1计算模型1.1基本方程连续性方程鄣鄣t运动方程鄣t鄣A鄣Xi广式⑴（5，为密度，为时间从为速度矢量，v、w是速度矢量ui 在X、、、、方向的分量）是流体微单元体上的压力，是动力粘度，u、Sv、Sw是动量守恒方程的广义源项，p是比热容，T为温度，为流体的传热系数，T为粘性耗散项。
1.2湍流模型湍流模型采用RNGk-e模型，该模型考虑了平均流动中的旋转及旋流流动情况，能够更好地处理高应变率及流线弯曲程度较大的流动。
k方程和e方程分别为：（鹞）+.今式（6）、（7）中Gk是由于平均速度梯度引起的湍动能k的产生项。
1.由于泵运转时转子在一个周期内各个时刻的位置在发生变化，其流道形状也在不断变化。
通过定义型函数采用动网格技术实现转子的转动。
1.4模型建立及网格划分建立三叶圆弧摆线转子气冷式罗茨真空泵的模型其主要参数有：抽气速率为300L/s，中心距180mm，电机转速为由于计算模型为非定常，计算区域划分网格的尺寸小，划分的总体网格数大，计算时间较长，三维模型径向截面流动同二维的流动情况基本相同，二维计算模型能够满足流场分析的需求，因此计算中采用了二维模型。
双螺杆泵热力计算
双螺杆泵的热力计算涉及到多个方面，具体计算方法可能因双螺杆泵的结构、材料、工况条件等因素而有所不同。
以下是一些常见的热力计算项目和其计算方法：
泵的功率计算：
轴功率P = Q ×H ×η/ 1000（单位：kW）
其中，Q 为流量（单位：m³/h），H 为扬程（单位：m），η为泵的总效率。
泵的效率计算：
η= （P / N）×100%（单位：%）
其中，P 为轴功率，N 为电机功率。
泵的扬程计算：
H = （P / Q）×100%（单位：%）
其中，P 为出口压力减去进口压力，Q 为流量。
泵的流量计算：
Q = n ×D ×S / 1000（单位：m³/h）
其中，n 为转速（单位：r/min），D 为螺杆直径（单位：mm），S 为螺杆导程（单位：mm）。
泵的温升计算：
温升ΔT = Q ×Cp / 3600 ×1000（单位：℃）
其中，Q 为流量（单位：m³/h），Cp 为比热容（单位：kJ/kg·℃）。
以上计算方法仅供参考，实际应用中可能需要根据具体情况进行调整和修正。
另外，双螺杆泵的热力性能还与其材料、设计参数、制造工艺等因素有关，需要进行全面的测试和试验来确定。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
罗茨泵的转子面积利用系数计算与比较
罗茨鼓风机的理论排气量公式为(或理论风量)
式中 B 叶轮与气缸所范成的最大容积时的端面投影面积,mm2
现定义C 为面积利用系数,表示一个转子外表面与气缸内表面之间所包容的面
积与一个气缸内圆面积之比, 表征气缸空间的利用程度
式中S 转子端面积的14,mm 2
将(15)式代入(14)式得
面积利用系数C 是表征气缸空间利用程度的量, C 越大就越有利。
为了说明偏心圆弧转子的优点,本文将对一组具体的渐开线, 圆弧转子, 偏心圆弧转子的面积利用系数作一比较。
我们知道常用的大圆弧齿顶渐开线型转子的面积利用系
数约是0.52。
同D、A 时, 圆弧转子比渐开线转子瘦了好多,因此面积利用系数肯定增大较多。
本文主要对圆弧转子和偏心圆弧转子的面积利用系数进行比
较。
首先要绘出同D、A 条件下两种转子的型线, 这点通过Lisp 编程实现。
绘出的两种转子型线叠加在一起如图4 所示。
此程序绘出的圆弧转子的面积系数是0. 557, 偏心圆弧转子的面积系数是0. 561。
有介绍偏心圆弧转子型线的面积利用系数能达到0. 58。
另外,偏心转子型线向y 轴靠近了, 加上齿顶和齿根圆弧, 它的啮合间隙就会比圆弧和渐开线转子均匀。
由此可见, 在腰部宽度基本相同时, 偏心圆弧转子的面积利用系数比圆弧转子大, 从而容积利用系数也较高。
图4两种型线转子的端面截面积图
本文对偏心圆弧包络线型转子型线进行了完善充实。
它具有以下特点: 偏心圆弧转子具有较高的面积利用系数; 啮合间隙均匀; 转子啮合气密性好, 不易串。
计算离心泵面积比和蜗壳面积的方法
杨军虎;张人会;王春龙;刘宜;齐学义
【期刊名称】《机械工程学报》
【年(卷),期】2006(42)9
【摘要】依据离心泵的面积比原理,推导得出了计算离心泵面积比的计算公式,公式体现了面积比值和叶轮、蜗壳的水力参数关系。
提出建立在面积比原理基础上、低比转速离心泵在加大流量设计后的面积比、蜗壳第八断面面积的计算方法及公式,面积比及蜗壳的第八断面面积和泵的流量加大系数、比转速加大系数得到了联系,也和叶轮、蜗壳的水力参数有关。
解决泵行业一直依据经验统计值确定面积比而不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。
实例表明:提出的计算方法能够提高低比转速离心泵的效率,充实低比转速离心泵的设计理论。
【总页数】4页(P67-70)
【关键词】低比转速离心泵;效率;加大系数;蜗壳;面积比
【作者】杨军虎;张人会;王春龙;刘宜;齐学义
【作者单位】兰州理工大学流体动力及控制工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH311
【相关文献】
1.蜗壳喉部面积对离心泵非定常特性的影响 [J], 陈颖;李国平;张宁;杜文强;高波
2.双吸离心泵蜗壳面积比对水力性能的影响研究 [J], 朱迪;肖若富;田芳
3.蜗壳断面面积变化规律对双吸离心泵水力性能的影响 [J], 赵万勇;陈帅;赵强;李衍滨
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关于白坪煤业公司21采区和23采区泵房选型设计审批的请示集团公司机电运输部：白坪煤业公司23采区回风下山已形成，依据23采区、21采区批复的涌水量，现对两个采区泵房的设备进行了选型计算，请集团公司机电运输部给予审核。
附：1、集团公司批复矿井、采区涌水量汇总表2、21采区泵房选型设计说明书3、23采区泵房选型设计说明书白坪煤业公司机电运输科二〇一五年一月二十八日21采区泵房选型设计说明书一、参照数据：21采区泵房距离-175运输石门的垂直距离：H h =153m 正常涌水量：Qr=300 m ³/h 最大涌水量：Qdr=450 m ³/h二、选型计算：1)按正常涌水量确定排水设备：h m Q Q r /3602030024202431=⨯==H 1=K （H h +6.5)=1.3×（153+6.5）=207.4mK 扬程损失系数，K=1.2~1.35，取K=1.3；6.5：吸水高度。
根据Q1和H1初选水泵的型号，MD280-43×5型，流量280m3/h,扬程215 m 。
配用型号电机功率280KW,转速1480r/min 。
正常涌水量所需水泵数：1.12803001===Q Q Z r 台 根据计算及设计规范要求，确定选用上述泵4台，其中2台工作，2台备用，1台MD155-30×9检修水泵。
工作水泵的能力，应当20h 内排出矿井24h 的正常涌水。
备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%。
检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。
工作和备用水泵的总能力，应当能在20h 内排出矿井水24h 的最大涌水量。
工作水泵：Q 工作=2Q=2×280=560 m ³/h ＞=1.2 Q r =360 m ³/h 。
备用水泵：Q 备用=2×280=560 m ³/h ＞560×70%=392 m ³/h 。
灌溉水利用系数的计算方法灌溉水利用系数在水土平衡和渠道设计流量分析中使用。
一、用模式分析法计算渠道灌的灌溉水利用系数1计算公式（1）灌溉水利用系数：η=ηη式中：η——渠系水利用系数，可用各级渠道水利用系数连乘求得。
η——田间水利用系数。
（2）渠道水利用系数在无实测资料时按下式计算：η=1－土渠：=净衬砌渠：=式中：——渠道单位长度水量损失率（%.km）L——渠道长度（km）K——土壤透水性系数，可从表3.1.9-1查得m——土壤透水性指数，可从表3.1.9-1查得——衬砌渠道渗水修正系数，可从表3.1.9-3查得2 参数选择（1）设计净流量：1）干渠：Q净=q s A干=0.368 2.46=0.972m3/s2）支渠：Q净=支=m3/s3）斗渠：Q净=n Q农净=20.091=0.182 m3/s4）农渠：Q净= 农==0.091 m3/s（2）渠道长度：1）干渠：1条，长12.6km砼板防渗结构，灌溉面积2.64万亩。
标准条田规格：长宽=700250=262.5亩拆合标准条田100块2）支渠：4条,总长7.6km，平均长1.9km，平均灌溉面积0.66万亩，拆和标准条田25块3）斗渠：14条，总长21km，平均长1.5km，平均灌溉面积0.1886亩，拆和标准条田7块4）农渠：100条，总长0.65km，平均长度0.65km（3）m、k、的选择查表3.1.9-1沙壤土：K=3.4，m=0.5查表3.1.9-3干渠砼板衬砌：=0.15-0.05，取=0.10支渠浆砌石衬砌：=0.20-0.10取=0.153.渠道水利用系数计算利用渠道净流量、渠道长度及选择的参数计算各渠道水利用系数，考虑到蒸发损失，管理损失及衬砌渠道在使用期防渗性能降低等因素，并结合现场调查，对计算值作适当调整作为采用值。
渠道水利用系数4.田间水利用系数渠田间水利用系数为0.905.灌溉水利用系数干渠至田间：η干田=0.9090.9430.8620.9080.9=0.604支渠至田间：η支田=0.9430.8620.9080.9=0.664斗渠至田间：η斗田=0.8620.9080.90.9=0.704农渠至田间：η农田=0.9080.9=0.81二、各种水源的灌溉水利用系数及拆算系数以渠道水利用系数为依据，各种水流按照进入田间的途径，分别计算灌溉水利用系数及拆算平衡断面的拆算系数。
罗茨泵(罗茨泵机组) 有效抽速的计算大多数的罗茨真空泵( 除直排大气罗茨泵以外) 都需与前级泵组合成罗茨泵真空机组应用于各个领域。
根据用途不同，罗茨泵机组常用的前级泵有旋片泵、滑阀泵、水环泵等。
罗茨泵与各种前级真空泵组合后的真空机组抽速可以通过计算求出，在以下计算中忽略前级连接管路的流阻影响。
罗茨泵工作时的有效气体流量为：Qe = Qth －Qv （5.2 ）式中Qe ──罗茨泵的有效流量；Pa ·L／sQth──罗茨泵的几何流量，Qth = PA ·SthQv 一罗茨泵的泄漏返流流量Qv =Qv1 + Qv2Qv1 为由于罗茨泵转子之间及转子与泵壳之间的间隙而造成的气体返流量，Qv1 可用下式表达：Qv1 = U （Pv －PA ）(5.3)式中U ──罗茨泵内上述所有间隙的等效通导Pv ──罗茨泵排气压力( 泵前级压力)PA ──罗茨泵吸入压力Qv2 为罗茨泵转子在高压排气侧吸附及携带返回低压吸入侧的气体量，称返扩散气体量，所以有：Qv2 = Sr ·Pv (5.4)式中Sr ──泵返扩散气体的等量抽速。
于是式(5.2) 可表达成：Qe = Qth - (Qv1 + Qv2) = PA ·Sth - [ U (Pv - PA) + Sr Pv ] (5.5)根据罗茨泵零流量压缩比K0 定义：关闭泵进气管路，气体流量为零时，前级真空管路中压力与泵入口压力之比为零流量压缩比K0 =Pv /PA ，该压缩比的最大值用K0max 表示，称最大零流量压缩比。
令(5.5) 式中Qe 等于零( 实测中用肓板将泵进气口法兰堵死) 则有PASth - [ U (Pv - PA) + Sr Pv ] = 0(5.6)目前利用公式(5.6) 对K0max 进行定量计算很困难。
首先由于K0max 与等效通导U 有关，即与泵内转子间隙有关，而转子间隙与转子加工精度、泵体公差及加工精度、泵的安装精度、轴承间隙等一系列因素有关。
计算建筑物：泵房计算内容：水力计算及稳定校核一、设计流量及扬程 1. 设计流量的计算设计灌水率q s =1.30m 3/s •万亩泵站控制的灌溉面积A=0.494万亩 灌溉水利用系数为η=0.76 灌溉设计流量0.845s q AQ η==m 3/s单个泵站灌溉设计流量Q=0.43 m 3/s2. 管径的确定与选择管径的确定按下式进行d =式中，d —输水管道内径mm ；Q —管道内通过的流量m3/s ；V —所选择合适流速m/s ，这里选取V ＝2.20m/s 。
经计算，选取d=500mm 的标称管径。
3. 设计扬程的计算泵站1所在地面标高为8.47m ，进水池水位标高4.35m ，净扬程为4.12m 泵站2所在地面标高为6.36m ，进水池水位标高2.53m ，净扬程为3.83m 水泵的扬程计算按下式 +st f j H H h h =∑+∑式中，H —水泵扬程 Hst —净扬程fh ∑—沿程总水头损失jh ∑—局部总水头损失水泵1 210.35 2.2 2.20.0270.1420.529.8f l v h m dg λ⨯∑=⋅=⨯⨯=⨯2 2.2 2.2(0.50.360.310.0620.2)0.97229.8j v h m g ζ⨯∑=∑=++⨯++⨯+⨯=⨯经计算，水泵1扬程H=4.12+0.14+0.97=5.23m水泵2 27.25 2.2 2.20.0270.1020.529.8f l v h m d g λ⨯∑=⋅=⨯⨯=⨯2 2.2 2.2(0.530.310.060.2)0.66229.8j v h m g ζ⨯∑=∑=+⨯+++⨯=⨯水泵2扬程H=3.83+0.10+0.66=4.59m二、选泵及配套电机根据流量和扬程即可确定水泵型号，两座泵站的机组水泵型号均取当进水池内无水时，为最不利工况。
因此，我 们对该工况下的翼墙进行抗滑稳定验算以及抗倾覆稳定性验算。
1. 抗滑稳定性验算按土质地基上挡土墙沿基底面抗滑稳定安全系数计算公式，如下c f G K H∑=∑式中，c K —挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数；f ─挡土墙基底面与地基之间的摩擦系数，在没有试验资料的情况下，取0.35；G ∑—作用在挡土墙上全部垂直于基底面的荷载(kN)； H ∑—作用在挡土墙上全部平行于基底面的荷载(kN)。
