動壓式油氣分離器的機(jī)理模型研究和數(shù)值模擬.pdf

1、動壓式油氣分離器是航空發(fā)動機(jī)滑油系統(tǒng)內(nèi)對混入滑油中的空氣進(jìn)行除氣的裝置,利用油氣混合物旋轉(zhuǎn)運(yùn)動產(chǎn)生的離心力對空氣進(jìn)行分離,具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊,內(nèi)無旋轉(zhuǎn)部件,不需要消耗外功等優(yōu)點(diǎn),但分離器內(nèi)部流動非常復(fù)雜,涉及到三維強(qiáng)旋湍流流動,滑油和空氣的兩相流動,氣泡的破碎和聚合等機(jī)理,因此對實驗測量和數(shù)值模擬都具有挑戰(zhàn)性,目前人們對分離器內(nèi)部的流場規(guī)律仍沒有真正掌握,也缺乏對分離器性能的預(yù)測方法,對分離器的設(shè)計主要建立在工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)上。本文通過機(jī)理

2、模型研究和數(shù)值模擬兩方面對動壓式油氣分離器的兩相流場規(guī)律和分離器的分離特性進(jìn)行研究,以便為分離器的設(shè)計提供參考。本文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　　1.首先根據(jù)分離器內(nèi)油氣的流動現(xiàn)象對動壓式油氣分離器的各部分建立機(jī)理模型,包括入口段模型、氣液界面模型、滑油速度場預(yù)測模型以及氣泡軌跡模型等。然后結(jié)合建立的機(jī)理模型給出分離器的尺寸的確定方法。最后用氣泡軌跡模型對分離器的分離性能進(jìn)行研究,主要研究了切向速度,分離器直徑和滑油流量對分離

3、效率的影響,發(fā)現(xiàn)增大進(jìn)口處滑油的切向速度能提高分離性能,同時對在一定范圍內(nèi)變化的滑油流量確定了最佳的分離器直徑。
　　2.首先利用Fluent軟件對分離器內(nèi)的單相流場進(jìn)行了模擬,得到分離器內(nèi)流體的流動規(guī)律并選擇了合適的湍流模型。接著用混合模型模擬分離器內(nèi)的兩相流場,發(fā)現(xiàn)分離器中心區(qū)的最大壓力點(diǎn)的位置可以影響分離器的分離效率,故本文通過降低最大壓力點(diǎn)的位置對分離器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)的分離器的分離效率得到了提高。最后本文采用離散相