渦旋管分離器性能的數(shù)值研究.pdf

1、與固定翼飛機(jī)相比，直升機(jī)不需要專門的起飛跑道，具有良好的靈活性和機(jī)動性，通常用于在沙漠、冰原、海面上空等惡劣環(huán)境條件下執(zhí)行起重、運(yùn)輸、營救、偵察與攻擊等各種特殊任務(wù)，這些環(huán)境的空氣中存在大量的沙塵、冰雪、腐蝕性液滴等雜質(zhì)顆粒，直升機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)工作時需要吸入大量空氣，空氣中大量的雜質(zhì)顆粒直接進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，極易造成燃?xì)廨啓C(jī)磨損、積垢、粒子融合、冷熱腐蝕以及冷卻管道堵塞等危害。研究表明，通常5到10微米的固體顆粒就會對葉片等部件的表面造成不同程

2、度的磨損。為了保證燃?xì)廨啓C(jī)工作的可靠性和壽命，研發(fā)高效率、低阻力的進(jìn)氣濾清器成為了一項重要的工作。
　　本文以一種用于直升機(jī)進(jìn)氣濾清器的高性能渦旋管為原形，通過數(shù)值模擬的方法，對渦旋管內(nèi)氣相和顆粒相兩相流進(jìn)行數(shù)值研究，研究了渦旋管分離器的分離性能隨顆粒直徑的變化規(guī)律，給出了分離器的分離特性曲線，并探索了灰塵顆粒在分離器中運(yùn)動過程的物理機(jī)理。分析了分離器內(nèi)壓力、速度等流動特征。對渦旋管內(nèi)流動損失進(jìn)行歸納概括并分析其影響因素。

3、　　為了研究工作條件對渦旋管分離器性能的影響，分析了進(jìn)氣角度和灰塵出口掃氣壓力對不同直徑顆粒的分離性能的影響。研究結(jié)果表明，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣預(yù)旋角度會提高小直徑顆粒的分離效率，而較大直徑顆粒的分離效率反而有所降低;降低集塵管進(jìn)口掃氣壓力會提高小直徑顆粒的分離效率，對大直徑顆粒的分離效果幾乎沒有影響。
　　為了進(jìn)一步優(yōu)化渦旋管分離器的分離性能，分析了旋流葉片螺距和出口軸向位置對分離性能的影響。研究結(jié)果表明，分離效率隨顆粒直徑呈先升高再降低