离心通风器性能优化与试验

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通风器作为航空发动机润滑系统的重要部件,不仅要对油气混合气中的滑油颗粒进行回收再利用,还要维持发动机主轴的压力平衡,所以在进行通风器设计时不仅要保证高分离效率还要维持低压降的特性,可见对通风器的优化设计,不但可以提升发动机的性能,还能在经济层面上得到节约,同时也减少了滑油直接排进空气中的数量,进而减少了大气污染。本文以离心通风器的性能优化作为研究目的,将某型离心通风器作为研究对象,采用数值分析与试验验证的方法,对离心通风器的性能优化进行研究。采用Reynolds应力模型对离心通风器流场进行分析、分散相模型对油滴颗粒进行轨道追踪,揭示了离心通风器各结构段在分离过程中的作用、分离机理、通风阻力占比等相关问题,为离心通风器的设计优化提供了理论基础,同时也为通风器进行设计优化指明了方向,进而提出了两种优化方案。通过对优化方案流场、分离效率、通风阻力等参数的分析,并通过与原结构相关参数的对比,发现优化方案对离心通风器的性能有所提升。为了验证数值仿真结果的可信度,通过试验对原结构及优化方案进行试验验证,试验结果与数值结果吻合度较高,证明了数值分析结果具有可信度。在研究过程中发现由于离心通风器内部流场较为复杂,导致收敛性较差,同时计算周期较长,本文以质点运动学为基础建立了对离心通风器内部油滴颗粒轨道追踪的计算模型,发现其计算结果与数值分析结果吻合度较高,验证了该计算模型的适用性,同时该计算模型大大缩短了计算周期,为后续的通风器优化研究提供了指导方向。
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