渦旋管分離器性能的數(shù)值研究.pdf

1、與固定翼飛機相比，直升機不需要專門的起飛跑道，具有良好的靈活性和機動性，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、運輸、營救、偵察與攻擊等各種特殊任務，這些環(huán)境的空氣中存在大量的沙塵、冰雪、腐蝕性液滴等雜質顆粒，直升機燃氣輪機工作時需要吸入大量空氣，空氣中大量的雜質顆粒直接進入燃氣輪機，極易造成燃氣輪機磨損、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。為了保證燃氣輪機工作的可靠性和壽命，研發(fā)高效率、低阻力的進氣濾清器成為了一項重要的工作。
　　本文以一種用于直升機進氣濾清器的高性能渦旋管為原形，通過數(shù)值模擬的方法，對渦旋管內氣相和顆粒相兩相流進行數(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動過程的物理機理。分析了分離器內壓力、速度等流動特征。對渦旋管內流動損失進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。研究結果表明，適當?shù)倪M氣預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。研究結果表明，分離效率隨顆粒直徑呈先升高再降低