海洋机器人进气集水箱仿真分析与试验

发布时间：2024-03-27 03:41

　　油电混合动力海洋机器人进气管路设计有水气分离功能的进气集水箱。针对某海洋机器人原理样机的进气集水箱积水喷溅问题,利用CFX软件对箱内气液两相流作用机理进行数值模拟,确定水箱结构不合理导致积水受高速气流扰动,被气流夹带发生喷溅;设计一种折流式、气液流场隔离的新型进气集水箱,并对其进行气液两相流数值模拟,结果表明新进气集水箱有效避免了高速气流对积水扰动;利用Euler-Euler气液两相流模型进一步对新进气集水箱水气分离性能进行数值模拟,结果表明新进气集水箱水气分离效率达99.94%,达到了预期效果。试验结果表明,数值模拟结果与试验结果一致,数值计算模型正确。

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图1原进气集水箱结构

为原进气集水箱结构图，如图1所示。其水气分离原理为重力沉降式，意外进入的海水在重力作用下沉降于集水区，而空气从出气口流出，中间隔板距水箱底部约2/3，遮挡进气口投影面积约1/3，中间隔板用于避免积水受海浪摇晃，同时减缓空气对积水的扰动。以柴油机满功率运行时进气量为研究工况，空气流....

图2原水箱积水喷溅仿真结果

原进气集水箱积水喷溅仿真结果，如图2所示。时间步1.99s时水的体积分数云图，如图2(a）所示。由图中可知，箱内积水受到扰动而发生晃动，进入中间隔板上层，向出气口汇聚，结合图2(c）出口水的质量流量曲线，水的质量流量大约0.5s时开始大于0，在1.1s时达到最大0.8kg/s，整....

图3新进气集水箱积水喷溅仿真结果

为新进气集水箱积水喷溅仿真结果，如图3所示。时间步2.42s时箱体水的体积分数云图，如图3(a）所示。由图可知，相比原进气集水箱，箱内积水受气流的扰动作用明显减小，箱内积水无明显晃动，出口水的质量流量曲线，如图3(b）所示。出口水的质量流量最大发生在1.2s，为2.4e10-5k....

图4新进气集水箱水气分离仿真分析结果

为新进气集水箱水气分离仿真结果，如图4所示。从图4(a）、图4(b）可以看出水滴在惯性作用下沿直线进入后挡板与空气分离，而空气在到达后挡板前发生折流，然后从出气管流出，少量进入后挡板的空气速度降为0。为水的体积分数云图，如图4(c）所示。水滴在进入后挡板与水箱法兰盖发生碰撞后汇聚....

本文编号：3940141