蜂窝结构参数对轴心通风器性能的影响研究

发布时间：2017-10-16 08:13

  本文关键词：蜂窝结构参数对轴心通风器性能的影响研究

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【摘要】：轴心通风器作为一种新型结构通风器,在满足油气分离效率的基础上,节省了航空发动机的重量,被越来越多的各系列发动机所应用,而在这种通风器环形腔内安装蜂窝结构,使其在不影响通风性能的基础上,具有更高的油气分离效率。本文首先对轴心通风器蜂窝结构及其内流情况进行估算分析,获得基本的了解。然后,对实际情况进行必要的简化,建立数学物理模型,并运用点的合成运动的方法,对蜂窝孔内的滑油颗粒进行受力分析,建立颗粒运动轨迹的运动学方程,通过颗粒在蜂窝结构内的分离机理作为滑油颗粒被分离的判定依据,求解颗粒轨迹运动方程,计算出滑油颗粒在蜂窝孔内的最小分离粒径及油气分离效率。同时运用CFD方法,采用DPM模型对蜂窝结构的内流情况进行数值模拟计算,得到了滑油颗粒的运动轨迹情况及其分离特性,为质点运动学的颗粒轨迹运动微分方程方法提供了进一步的理论支持及依据。计算方案分别运用不考虑科氏力的方法与考虑科氏力的方法求解了滑油颗粒在蜂窝孔中的运动轨迹方程,结果表明,最小分离粒径和分离效率随转速和流量变化的趋势一致;对于长度短、孔径大的蜂窝结构,且在小流量情况下,可以用不考虑科氏力的方法计算;蜂窝结构参数一定时,随着转速的增大,空气流量的减小,最小分离粒径减小,分离效率提高;长度越大、孔径越小的蜂窝结构最小分离粒径越小,分离效率越高,且在空气流量大时蜂窝孔长度和孔径的影响更为显著。
【关键词】：航空发动机 蜂窝结构参数 颗粒轨迹 运动方程 油气分离
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V233
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 引言11
• 1.2 轴心通风器研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 蜂窝结构通风器的意义15
• 1.4 研究内容及技术方案15-17
• 1.4.1 研究内容15-16
• 1.4.2 技术方案16-17
• 第2章 通风器中蜂窝结构的油气分离机理17-27
• 2.1 轴心通风器结构及其分离机理17-19
• 2.1.1 轴心通风器结构17-18
• 2.1.2 轴心通风器内流动状态18
• 2.1.3 轴心通风器的分离机理18-19
• 2.2 蜂窝结构油气分离机理概述19-20
• 2.3 颗粒在蜂窝中的受力情况20-26
• 2.3.1 气流拽力20-22
• 2.3.2 离心力22
• 2.3.3 科氏力22
• 2.3.4 压力梯度力22-23
• 2.3.5 视质量力23
• 2.3.6 巴西特(Basset)加速度力23
• 2.3.7 马格努斯(Magnus)升力23-24
• 2.3.8 萨夫曼(Saffman)升力24
• 2.3.9 热泳力24-25
• 2.3.10 布朗力25
• 2.3.11 光电泳力、声泳力25-26
• 2.4 颗粒运动方程的一般形式26-27
• 第3章 CFD计算验证27-35
• 3.1 计算域的选取及网格的划分27-28
• 3.2 空气与滑油颗粒的物性参数28-29
• 3.3 连续相流动模型29-31
• 3.3.1 雷诺应力模型29-30
• 3.3.2 近壁区处理30-31
• 3.4 分散相模型31-33
• 3.4.1 DPM模型31-32
• 3.4.2 壁面液膜模型32-33
• 3.4.3 随机追踪模型33
• 3.5 边界条件及计算模型的选择33
• 3.6 计算结果及其分析33-35
• 第4章 不考虑科氏力时滑油颗粒在蜂窝孔中的运动35-48
• 4.1 颗粒运动方程35-37
• 4.2 颗粒运动方程的解37-41
• 4.3 不考虑科氏力时颗粒运动分析41-45
• 4.4 不考虑科氏力时最小分离粒径及其影响因素45-48
• 第5章 考虑科氏力时滑油颗粒在蜂窝孔中的运动48-64
• 5.1 颗粒运动方程48-49
• 5.2 考虑科氏力时颗粒运动及最小分离粒径和分离效率求解49-58
• 5.2.1 考虑科氏力时颗粒运动情况分析49-50
• 5.2.2 计算分离效率50-51
• 5.2.3 求解考虑科氏力时的颗粒运动方程51-58
• 5.3 考虑科氏力时颗粒运动及最小分离粒径和分离效率分析58-64
• 5.3.1 转速和流量对最小分离粒径和分离效率的影响58-59
• 5.3.2 蜂窝结构参数对最小分离粒径和分离效率的影响59-64
• 结论64-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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5 黄社华,李炜,程良骏;任意流场中稀疏颗粒运动方程及其性质[J];应用数学和力学;2000年03期

6 刘小兵，，程良骏;水涡轮机械流场中的颗粒运动[J];华中理工大学学报(社会科学版);1994年01期

7 宋海武;;旋转流场中颗粒运动参数的精确求解与分析[J];上海建材学院学报;1992年03期

本文编号：1041593