低真空管路中颗粒传输特性研究

半导体光刻技术、电真空器件等领域对真空环境的要求已不仅局限于真空度,对洁净度也有了更高的要求。研究表明真空系统中某些运动部件在一定条件下会产生细小的颗粒,污染真空环境。因此需要对固体颗粒污染在真空管道中的传输规律和落点分布进行研究,从而为真空环境颗粒污染防护提供理论依据。文章通过模拟软件COMSOL,对固体颗粒在不同气体流态下的传输特性进行了研究。在仿真中颗粒的受力主要考虑自身重力、气流曳力、气流升力的作用。研究了不同压力、抽速、颗粒直径条件下气流对颗粒传输特性的影响。结果表明:在不同环境条件下,气流对颗粒的曳力作用对颗粒运动特性的影响占主导地位。管道抽气过程中,当压力与颗粒直径恒定时,抽速越大,颗粒越容易落在管道出口处甚至直接随气流穿过出口;当压力和抽速恒定时,颗粒直径越小,越容易随气流到达出口;当颗粒直径和抽速恒定时,随着压力的变化,颗粒传输轨迹也相应的变化。