题目：小型环模器真空系统的设计与仿真

随着微电子技术、激光技术、材料科学，尤其是航空航天技术的发展，越来越迫切的需要稳定、洁净无污染的高真空和超高真空环境。传统的“油泵”真空系统，无论是从对极限真空的要求来看，还是从对“无油”洁净的真空要求来看都不能满足现代工业和科学技术的需要。因此，研究和发展获得良好真空环境的新方法和设备具有十分重大的意义。在真空系统中气氦低温冷凝泵是核心部件，本文首先根据现有的气/液氦低温泵的系统结构，就其在小型环境模拟器中使用的优缺点进行了分析并由此确定了小型环模器抽真空系统的总体布局；然后分析研究了低温泵工作的开始压力对低温泵抽速的影响，进行了预抽处理系统的设计；对现有气氦制冷循环的结构进行了分析比较，确定了制冷循环的结构形式；对冷凝抽气面的热负载和辐射挡板的热负载进行了分析计算等。在此基础上初步完成了目标工作压强为1× 的小型环模器的真空系统设计。借助仿真软件Matlab建立了各设备的数学模型及系统仿真模型。按照设计参数对系统进行了仿真验证计算，得出的结论是：设计所定的23万升/秒的抽速是合理的。并且本文根据仿真计算结果对系统进行了一定的优化分析，为以后开发更大抽速和压强更低的低温泵及相关应用积累了丰富的物理参数和设计经验。