大流量高压比离心真空泵旁路管路设计方法及旁路管路与流程

本发明属于高超声速风洞试验，具体涉及一种大流量高压比离心真空泵旁路管路设计方法及旁路管路。

背景技术：

1、大流量高压比离心真空泵在高超声速风洞试验、造纸干燥等领域应用越来越多。大流量高压比离心真空泵通常采用旁路启动方式，即通过一组包括旁路阀门和旁路管道的旁路管路从大气吸气启动。大气进入旁路管道经过旁路阀门减压膨胀后进入大流量高压比离心真空泵，在大流量高压比离心真空泵启动到设计状态后再切换到相应的工作系统的泵前管路中去。由于大流量高压比离心真空泵的压比高，通过旁路管路的气体进入工作系统的泵前管路时，会形成很强的射流效应，从而引起大流量高压比离心真空泵进气流程紊乱，影响大流量高压比离心真空泵工作性能，甚至导致大流量高压比离心真空泵启动不成功。而且，在大流量高压比离心真空泵运行过程中，如果通过旁路管路进行补气，旁路管路的射流效应同样会影响主流的质量，造成大流量高压比离心真空泵进口畸变，影响大流量高压比离心真空泵工作性能。

2、当前，亟需发展一种大流量高压比离心真空泵旁路管路设计方法及旁路管路。

技术实现思路

1、本发明所要解决的一个技术问题是提供一种大流量高压比离心真空泵旁路管路设计方法，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种大流量高压比离心真空泵旁路管路。

2、本发明的大流量高压比离心真空泵旁路管路设计方法，包括以下步骤：

3、s10.分析现有的旁路管路结构特点；

4、现有的进气旁路包括沿气流方向顺序连接的进气帽和进气管，进气管中段设置调节阀，进气管的出口直接连通大流量高压比离心真空泵的主气管，进气管的中心轴线垂直于主气管的中心轴线；

5、s20.进行现有的旁路管路和主气管的流场仿真；

6、建立现有的旁路管路和主气管数字仿真模型，根据现有的旁路管路的流速、流量和主气管的流速、流量，进行cfd数值仿真，获得现有的旁路管路和主气管的流场；

7、s30.分析现有的旁路管路和主气管的流场；

8、分析现有的旁路管路和主气管的流场，考察现有的旁路管路和主气管的流场是否满足大流量高压比离心真空泵进气管道设计要求，如果发生射流效应则进入下一步骤；

9、s40.设计大流量高压比离心真空泵旁路管路；

10、根据大流量高压比离心真空泵进气管道设计要求，在主气管外套装环形通道，环形通道的内径为d，沿环形通道上设置n个均匀分布的气流孔，n≥2，气流孔的内径为d，气流孔连通环形通道和主气管；

11、s50.进行大流量高压比离心真空泵旁路管路的流场仿真；

12、依次改变环形通道的内径d、气流孔的数量n和气流孔的内径d，进行大流量高压比离心真空泵旁路管路的流场仿真，选取符合大流量高压比离心真空泵启动和补气要求的环形通道的内径d、气流孔的数量n和气流孔的内径d，结合现有的加工工艺能力，确定最终的环形通道的内径d、气流孔的数量n和气流孔的内径d，获得大流量高压比离心真空泵旁路管路最终设计方案并加工成成品；

13、s60.进行大流量高压比离心真空泵旁路管路调试试验；

14、进行大流量高压比离心真空泵旁路管路调试试验，确定大流量高压比离心真空泵旁路管路控制策略，完成大流量高压比离心真空泵旁路管路设计。

15、本发明的大流量高压比离心真空泵旁路管路，包括沿气流方向顺序连接的进气帽和进气管，进气管中段设置调节阀，进气管的出口直接连通大流量高压比离心真空泵的环形通道，环形通道套装在主气管上，环形通道的内壁开有沿周向均匀分布的若干个通气孔，通气孔连通环形通道和主气管；进气管的中心轴线垂直于主气管的中心轴线。

16、本发明的大流量高压比离心真空泵旁路管路设计方法及旁路管路通过带有环形通道和沿环形通道周向均匀分布的若干个通气孔实现了分级进气，避免了大流量高压比离心真空泵在进气或补气时发生的射流效应，解决了射流效应引起的进口畸变和进口畸变导致的大流量高压比离心真空泵效能变差的问题，实现了大流量高压比离心真空泵的顺利启动和调节。

技术特征：

1.大流量高压比离心真空泵旁路管路设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.大流量高压比离心真空泵旁路管路，其通过权利要求1所述的大流量高压比离心真空泵旁路管路设计方法获得，其特征在于，所述的大流量高压比离心真空泵旁路管路包括沿气流方向顺序连接的进气帽（1）和进气管（2），进气管（2）中段设置调节阀（3），进气管（2）的出口直接连通大流量高压比离心真空泵的环形通道（4），环形通道（4）套装在主气管（6）上，环形通道（4）的内壁开有沿周向均匀分布的若干个通气孔（5），通气孔（5）连通环形通道（4）和主气管（6）；进气管（2）的中心轴线垂直于主气管（6）的中心轴线。

技术总结
本发明属于高超声速风洞试验技术领域，公开了一种大流量高压比离心真空泵旁路管路设计方法及旁路管路。设计方法包括分析现有的旁路管路结构特点；进行现有的旁路管路和主气管的流场仿真；分析现有的旁路管路和主气管的流场；设计大流量高压比离心真空泵旁路管路；进行大流量高压比离心真空泵旁路管路的流场仿真；进行大流量高压比离心真空泵旁路管路调试试验。旁路管路通过套装在主气管上的环形通道和沿环形通道周向均匀分布的若干个通气孔实现了分级进气，避免了进气或补气时发生的射流效应，解决了射流效应引起的进口畸变和进口畸变导致的大流量高压比离心真空泵效能变差的问题，实现了大流量高压比离心真空泵的顺利启动和调节。

技术研发人员：齐大伟,李伟华,陈德江,李传旭,杨远剑,赵顺洪
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23