抽气通道性能理论研究

赵 君

（核工业理化工程研究院，中国 天津 300000）

0 引言

在试验系统优化过程中，一直比较重视的是几个重要零部件尺寸的优化。以前对于抽气通道的研究较少，但作为当中的重要组成部分，抽气通道也直接影响着的温度场和流场，从而影响着整体试验系统的性能。因此，应该对其性能及影响因素进行研究。抽气通道压比是衡量抽气通道性能的重要参数，要研究抽气通道性能就一定要对不同情况下各种形式抽气通道压比进行研究。抽气通道对流场和压力分布的影响比较复杂，在内部气体流量不同、压力不同以及抽气通道附近气体工作介质不同时各级抽气通道压比都有可能发生变化。本文选择了合适的方法对抽气通道进出口压力、压比进行了理论计算，找到了影响着抽气通道性能而又方便调节的因素。通过理论研究掌握了抽气通道对性能影响规律， 提出了抽气通道优化方案，使得抽气性能达到预期指标。同时，为今后各种型号抽气通道系统设计、研究、优化提供了基础和方向。

1 抽气通道压比计算方法和条件

首先， 假设抽气通道内由于气体渗漏的原因，气体压力较高， 气体为黏性流， 可以采用ANSYS FLUENT 给定出口压力系数（约100） 和气流运动速度，计算了入口压力和出入口压力比值。 计算时设置了动壁面速度为3～100 m/s， 选择Renormalizationgroup (RNG)湍流模型进行计算。

当抽气通道密封性良好，附近压力较低时，假设其为稀薄气体，处于过渡区可以采用直接蒙特卡洛方法用模拟分子模拟实际分子的碰撞和运动，蒙特卡洛方法有几条基本假设前提[1]：