燃气轮机对进气质量的要求很高,低质量进气不仅会影响正常工作,燃机内部件也极易受到不可恢复的损害。惯性式滤清器的工作原理是:燃气轮机进气中夹杂的液滴进入气道后,在惯性作用下与滤清器壁面发生碰撞,液滴由于密度比气相大,在重力作用下无法与气体同步运动,被积累形成液膜,由疏水槽导流排出,到达气水分离的效果。本文从简化惯性式滤清器流域结构出发,对不同尺寸组合成的结构进行建模和数值模拟;讨论惯性式滤清器的阻力特性和效率特性。通过对单相进气多种模型的压力损失计算,探究阻力特性与叶片宽度、叶片高度、叶片间距和不同进气速度的变化关系;利用正交实验简化阻力和分离计算方案;利用模型实验验证模拟。研究内容如下:1.阻力特性数值模拟研究。建立不同叶片长度、叶片高度、叶片间距、叶片折数的惯性式滤清器模型;选取合适的湍流模型、控制方程、网格数量等对全部模型进行不同进气速度下的阻力计算,预测该类惯性式滤清器的阻力性能;确定不同折数、相同尺寸惯性式滤清器的压力损失倍数关系;全面分析模型流域云图,结合模拟数据,总结阻力特性与三个结构尺寸以及不同影响因素间的变化关系。2.除雾特性数值模拟研究。以部分阻力特性计算的模型为基础,利用适当的数值模拟方法研究主要结构参数、颗粒粒径、轨道类型等影响因素和进气速度对惯性式滤清器分离性能的影响。利用流域云图等分析分离效率与各变化因素间的关系;全面考察惯性式滤清器的分离性能。3.正交实验。对数据进一步分析,得到性能指标与结构参数间的关系,明确影响惯性式滤清器的结构顺序;正交试验对阻力和效率模拟所得数据进行处理,归纳结构参数对阻力和效率的影响顺序关系,为后人研究和工程实际应用提供合理的工具和参考。4.实验研究。选取本文数值模拟的某一模型,利用D打印机加工实验模型;以风洞实验考察阻力特性变化规律。实验与数值模拟压力损失平均误差在3.06%,说明本文研究阻力特性的模型可以非常精确地评估其阻力特性,在实际应用中的意义非常可观。