复合分子泵性能计算方法与抽气性能优化的研究

摘要

复合分子泵结合了涡轮分子泵大抽速、牵引分子泵压缩比高的优点，在很宽压力范围内具有优越的性能，已经成为半导体薄膜制备等领域中的重要真空获得设备。涡轮分子泵主要工作在分子流态下，其抽气性能由涡轮叶片几何参数、转子线速度和涡轮串联级数等决定。本文主要研究了涡轮叶片几何参数对抽气性能的影响。对于复合分子泵的牵引级，考虑牵引转子与定子间隙返流对抽气性能的影响，重新推导获得了压差产生轴向返流和转子牵引引起周向泄漏条件下抽速和压缩比的计算式。通过计算分析复合分子泵牵引级螺旋槽深、倾角、定转子间隙对抽气性能的影响。计算结果表明，对特定计算参数的牵引分子泵，压缩比随着槽深的增加呈先增大后减小的变化趋势，所以应根据实际牵引分子泵设计参数选择合理的螺旋槽深，并且最小槽深不得小于一毫米。随着复合分子泵应用领域的扩宽，其牵引级的工作条件已经由分子流态扩展到过渡流，甚至到了粘滞流态下。牵引分子泵分子流、粘滞流态下的抽气特性计算已有较成熟的方法，其过渡流态下的计算成为复合分子泵设计计算的核心问题。本文以分子流和粘滞流态下牵引泵抽气性能计算式为基本依据，通过引入加权系数的方式，计算过渡流态的抽气性能，其中，加权系数由克努森数决定。本文的研究工作提出的理论依据和工程设计方法，对复合分子泵结构改进和性能优化具有参考价值。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 真空泵的分类及概况

1．3 分子泵介绍

1．4 国内分子泵发展现状

1．5 研究背景

1．6 本文工作

第2章 复合分子泵性能计算方法

2．1 复合分子泵的结构及其特点

2．2 涡轮级性能计算方法

2．2．1 涡轮分子泵的工作原理

2．2．2 叶列抽气性能参数

2．2．3 单叶列抽气性能参数数值计算

2．2．4 组合叶列整体抽气性能计算

2．2．5 本章小结

2．3 盘式牵引级介绍

2．3．1 盘式复合分子泵原理

2．3．2 盘型分子泵型线简介

2．4 筒式牵引级计算方法

2．4．1 物理模型

2．4．2 牵引分子泵分子流态性能计算

2．4．3 牵引分子泵粘滞流态性能计算

第3章 涡轮级抽气性能优化

3．1 叶片尺长对抽气性能的影响

3．2 叶片倾角对抽气性能的影响

3．3 叶片齿数对抽气性能的影响

3．4 节弦比与速度比对抽气性能的

3．5 本章小结

第4章 牵引级抽气性能优化

4．1 槽深对牵引级抽气性能的影响

4．2 转子与定子间隙对牵引级抽气性能的影响

4．3 螺旋升角对牵引级抽气性能的影响

4．3．1 实例计算

4．3．2 结果分析

4．3．3 结论

第5章 过渡流态计算方法设想

第6章 结束语及对未来工作展望

6．1 研究总结

6．2 未来工作展望与建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文