高鐵軸承試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)氣固雙相流攪動(dòng)循環(huán)的數(shù)值模擬.pdf

1、高鐵軸承試驗(yàn)臺(tái)是高鐵軸承各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)的重要設(shè)備，也是模擬高鐵軸承實(shí)際工況條件的關(guān)鍵所在，研究掌握高鐵軸承試驗(yàn)臺(tái)是實(shí)現(xiàn)高鐵軸承國(guó)產(chǎn)至關(guān)重要的一步。為更加準(zhǔn)確的測(cè)試高鐵軸承的性能，須建立高鐵粉塵箱模擬高鐵軸承實(shí)際運(yùn)行狀況，攪動(dòng)循環(huán)是高鐵軸承粉塵箱為模擬高鐵軸承實(shí)況的一種流場(chǎng)狀態(tài)，本課題即在攪動(dòng)循環(huán)的基礎(chǔ)上對(duì)高鐵軸承試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)氣固雙相流進(jìn)行仿真分析。
　　首先，分析高鐵軸承粉塵箱及氣固雙相流的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)際工作

2、條件及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)粉塵箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，分析得出高鐵軸承實(shí)際運(yùn)行的流場(chǎng)粉塵分布，確定實(shí)現(xiàn)其攪動(dòng)循環(huán)的方案及分類。其次，建立流體模型，并采用ICEM對(duì)流體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分進(jìn)行初步分析。再次，通過(guò)對(duì)實(shí)現(xiàn)攪動(dòng)循環(huán)的內(nèi)置風(fēng)扇空間布置、風(fēng)扇轉(zhuǎn)向、扇葉參數(shù)3個(gè)方面進(jìn)行深入分類仿真模擬，分析其后處理的矢量、速度、流線等圖形，探討高鐵軸承粉塵箱內(nèi)氣固雙相流穩(wěn)態(tài)下的攪動(dòng)循環(huán)的變化規(guī)律，對(duì)比得出更接近高鐵軸承實(shí)況的攪動(dòng)循環(huán)方案，使被測(cè)軸承在粉塵箱內(nèi)處于最

3、接近實(shí)況的流體狀態(tài)。最后，對(duì)穩(wěn)態(tài)下不同粒徑和不同風(fēng)扇轉(zhuǎn)速條件下的粒子進(jìn)行追蹤分析，以粉塵顆粒能較均勻的運(yùn)動(dòng)與軸承周圍和為指標(biāo)，總結(jié)出粉塵顆粒和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律對(duì)內(nèi)攪動(dòng)循環(huán)流場(chǎng)的影響，作用于粉塵箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再對(duì)仿真分析的瞬態(tài)做補(bǔ)充分析。
　　分析表明本文基于 SST湍流模型流體理論基礎(chǔ)和采用 CFX軟件，能較系統(tǒng)直觀的分析出軸承粉塵箱內(nèi)氣固雙相流在不同分類方案下的流體粉塵分布，研究結(jié)果表明當(dāng)粉塵箱為圓柱形、壁面較光滑時(shí)，4臺(tái)風(fēng)扇距