Abstract
渦輪分子真空泵浦(TurboMolecular Pump,TMP)是利用高速旋轉之渦輪葉片來抽取真空，主要是和機械泵浦相搭配，用於 mbar以下真空腔之抽真空，以達到高真空度及超高真空度之真空環境。 在此高真空度下，氣流已屬於自由分子流，因為其抽氣的工作原理不同於一般其他的真空泵浦，分析上亦不可使用黏性流之分析工具，如市面上之計算流體力學軟體。因此在本研究中，將透過致陽科技公司自行研發之葉片設計軟體，對渦輪分子真空泵浦(TurboMolecular Pump,TMP)進行葉片最佳化設計，並提供一套完整之分析流程和程式之技術方法給致揚科技公司做轉子動葉片的開發。其分析模擬將以直接模擬蒙地卡羅法(Direct Simulation Monte Carlo, DSMC)作為理論及數值分析模擬程式，並建構單級和多級葉片抽氣性能分析，提升渦輪分子真空泵浦(TurboMolecular Pump,TMP)抽氣性能，以利於泵浦可提高至10-9 mbar 的終極壓力。 除了葉片最佳化設計之外，本研究也將針對垂直立式之渦輪分子真空泵浦(TurboMolecular Pump,TMP)轉子軸承系統進行動態特性之研究，研究方法分為數值分析及實驗量測兩部分。數值分析為利用有限元素法分析軟體ANSYS和轉子動力學分析軟體DyRoBeS建立轉子系統二維及三維模型，利用不同邊界條件下之模態測試結果來修正及驗證轉子軸承系統之有限元素模型，再進一步計算轉子系統之坎貝圖(Campbell Diagram)以了解轉子軸承系統之動態特性，並與實驗結果作比對以確認分析之正確性。 為了滿足國內的渦輪分子真空幫浦產品測試需求(終極壓力＜10-9mbar)，本研究將進行抽氣性能檢測系統的建立，依據ISO21360規範，建構符合國際標準(ISO)之渦輪分子真空幫浦專屬檢測系統及技術，以進行後續產品的抽氣性能檢測。最終以實驗量測與數值分析結果作為依據，建立一套渦輪分子真空幫浦系統分析理論，以提供廠商開發之參考及設計依據。