微型化和一體化是干式真空泵發(fā)展的重要趨勢(shì)，高真空干泵是具有代表性的一種新型干泵。本文對(duì)高真空干泵的重要部件之一的單螺旋轉(zhuǎn)子進(jìn)行了數(shù)值研究，通過(guò)對(duì)幾何模型重要參數(shù)的分析，結(jié)合了直接模擬蒙特卡羅的程序思想，對(duì)單螺旋轉(zhuǎn)子工作過(guò)程進(jìn)行仿真。模擬得到了單螺旋轉(zhuǎn)子幾何參數(shù)對(duì)抽氣效率的影響機(jī)制，得到影響高真空干泵性能的參數(shù)調(diào)節(jié)機(jī)制，為高真空干泵的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)。

　　近年來(lái)，螺桿式真空泵(簡(jiǎn)稱螺桿泵) 備受關(guān)注，其轉(zhuǎn)子采用螺旋式空間曲線，具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)，如傳送介質(zhì)平穩(wěn)、噪聲低、允許較高的轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長(zhǎng)等。螺桿泵在工業(yè)和國(guó)防等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用，如化工制藥、航空航天、石油化工、半導(dǎo)體裝備、特氣回收、通用工業(yè)等。單螺桿泵是螺桿泵的一種，采用高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子表面攜帶氣體分子，使氣體連續(xù)地被抽出泵體，具有擾動(dòng)極小、平穩(wěn)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。

　　清潔化、微型化和簡(jiǎn)單化是真空獲得設(shè)備及系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)，其中具代表性的是高真空范圍內(nèi)直排大氣的干式真空獲得技術(shù)。高真空干泵采用多種高速旋轉(zhuǎn)的單軸泵復(fù)合而成，靠近吸氣側(cè)采用單螺旋轉(zhuǎn)子來(lái)完成大排量的吸氣傳輸過(guò)程。在氣體傳輸過(guò)程中，螺旋級(jí)轉(zhuǎn)子的葉片形狀、數(shù)量、尺寸、傾角等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的選取，將對(duì)其抽氣性能存在較大的影響。

　　直接模擬蒙特卡洛(DSMC)方法的基礎(chǔ)是追蹤模擬分子的運(yùn)動(dòng)軌跡，這個(gè)過(guò)程要從給定的初始狀態(tài)出發(fā)，初始狀態(tài)在宏觀流動(dòng)為定常流動(dòng)條件下的選取是任意的，在追蹤過(guò)程中，模擬分子在不同狀態(tài)下的參數(shù)得以記錄，再通過(guò)進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)平均，就可以獲得氣體宏觀狀態(tài)的參數(shù)。螺旋級(jí)在工作過(guò)程中主要處于分子流區(qū)域，基于Bird 等改進(jìn)的DSMC方法，可以建立轉(zhuǎn)子模型中螺旋槽通道內(nèi)氣體流場(chǎng)的數(shù)值模擬方法。

    DSMC 方法在高真空干泵的應(yīng)用中，可以有效對(duì)螺旋級(jí)轉(zhuǎn)子的性能進(jìn)行模擬