動壓式油氣分離器的機理模型研究和數(shù)值模擬.pdf

1、動壓式油氣分離器是航空發(fā)動機滑油系統(tǒng)內對混入滑油中的空氣進行除氣的裝置,利用油氣混合物旋轉運動產生的離心力對空氣進行分離,具有結構簡單緊湊,內無旋轉部件,不需要消耗外功等優(yōu)點,但分離器內部流動非常復雜,涉及到三維強旋湍流流動,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測方法,對分離器的設計主要建立在工程經驗的基礎上。本文通過機理

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行研究,以便為分離器的設計提供參考。本文主要進行了以下幾方面的研究:
　　1.首先根據分離器內油氣的流動現(xiàn)象對動壓式油氣分離器的各部分建立機理模型,包括入口段模型、氣液界面模型、滑油速度場預測模型以及氣泡軌跡模型等。然后結合建立的機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軟件對分離器內的單相流場進行了模擬,得到分離器內流體的流動規(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的兩相流場,發(fā)現(xiàn)分離器中心區(qū)的最大壓力點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的位置對分離器的結構進行了改進,改進的分離器的分離效率得到了提高。最后本文采用離散相