基于PumpLinx的油气分离器流场分析及优化设计

发布时间：2020-10-29 20:47

　　 螺杆压缩机的润滑油在高温下会产生油雾,被扩散到压缩的空气中,形成混合气。这样,不但浪费资源,而且严重影响空气的清洁。因此,为了避免此类情形的发生,增加了对油气分离器的技术需求。本文的目的为通过对分离器内气-液两相进行数值模拟,探究影响油气分离的因素,为分离器分离效率的提升和优化设计提供参考依据。油气分离器的作用是尽可能的将气相中的液相分离出,使空气更洁净。分离器内部流动是十分复杂的三维强旋转湍流运动,很难用解析的方法得出其流动状况。由于条件的限制,用实验去研究分离器的性能,存在时间久、费用昂贵的问题。采用PumpLinx流体分析软件则很好的避免了这些问题。此技术具有计算速度快、耗费资金少、仿真能力强等优点。本文主要运用数值模拟方法,通过PumpLinx软件对油气分离器的容积流量、不同油滴的运动轨迹以及进气口制造误差下的气相流场运动规律进行模拟,优化分离器的结构,提高分离效率,为产品的设计开发建立新模型提供一定的理论依据,可在一定程度上缩短设计周期,降低成本,可达到提高压缩空气的纯度,净化除油的目的。通过本文的理论分析及仿真结果,主要得到以下的结论:1.对于进口位置不同的油气分离器,通过对内部流场的模拟可知,切向进入效果最好。说明入口的设计以及混合物与壁面相碰撞是影响油气分离的因素之一。2.油气分离效率会随着进气口制造误差、油滴粒径的大小、容积流量、壁厚等因素的变化而变化;3.通过油气分离器芯含油量以及压差试验的测试结果可知,设计的油气分离器一级分离后的排气含油量及油分压差数值远低于行业界标准,即油气分离器的设计符合预期工程的要求。4.本文通过油气分离器的仿真模拟和油气分离芯试验对比分析,得到软件获得的结果与实验所测数值相当接近,说明运用软件的模拟结果具备可行性。也表明软件仿真分析对实际工况具有重要的工程运用价值。
【学位单位】：广西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TE931.1
【部分图文】：

第一章 绪 论1.1 选题的背景及意义螺杆压缩机是通过柴油机驱动压缩主机工作，将空气从空气滤清器吸入，经过进气阀后进入主机进行压缩。润滑油在高温下会产生油雾，扩散到空气中，形成混合气。这样，不但浪费资源，而且严重影响空气的清洁。另外，付出的成本也会相应增加，损失难以估计。为了避免此类情形的发生，因此增加对油气分离器的技术开发便成为了设计人员的重要课题，提升效率是迫切需要解决的问题之一。本文通过对油气分离器进行数值模拟，探究影响油气分离的关键因素，为其优化设计提供参考依据。本文选用的油气分离器，是作为气、油的分离装置，被用于净化空气。此分离器属于分离原理分类中的离心式分离器，其模型如图 1-1 所示。

广西科技大学硕士学位论文 第二章 油气分离机理及研究方法2.2.2 惯性分离实现惯性分离可分为 2 种形式。一种是强制改变气流的运动方向，利用颗粒的惯性冲击力达到分离的目的。另外一种是让气流高速旋转，利用旋转产生的离心力将颗粒分离出去。相关设备可分为离心机（包含旋风式分离器）和迷宫式分离器。离心机是利用外力带动油雾产生高速旋转气流，在离心力的作用下进行分离的分离装置；旋风式油气分离器的流体则沿切向流入，通过旋转产生的离心力进行分离的分离装置。其结构原理图如图 2-1 所示。

位论文 第二章 油气器三部分构成，即丝网、丝网块以及固定丝网块油滴的气体在速度作用下上升，经过安装在分丝相碰撞，从而被粘附在细丝表面。这些吸附本身的重力，都可使较小的油滴沿着细丝流到因为细金属丝的可湿性、油滴液体的表面张力变大。当液滴重力大于气体总合力，液滴就会集油滴的容器底部。过滤的工作原理如图 2-2
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本文编号：2861433