為了精準(zhǔn)地探究微粒在發(fā)動機(jī)慣性粒子分離器中的運(yùn)動規(guī)律,展開了顆粒撞擊壁面的試驗,并基于試驗獲得的反彈特性規(guī)律建立反彈模型,對粒子分離器內(nèi)的氣固兩相流場進(jìn)行數(shù)值仿真。設(shè)計的試驗系統(tǒng)可實現(xiàn)單顆粒子撞擊板面,撞擊角度在10°至80°范圍內(nèi)變化,撞擊前后的速度矢量由高速攝影儀拍攝并后處理獲得。試驗結(jié)果證明,不規(guī)則形狀顆粒的反彈特性采用平均值和偏差共同表征更為準(zhǔn)確。切向恢復(fù)系數(shù)分布則隨著撞擊角度增加更加集中,法向恢復(fù)系數(shù)趨勢相反。法向恢復(fù)系數(shù)呈正偏態(tài)分布。不同材料壁面的恢復(fù)系數(shù)相對分布范圍主要受粗糙度影響。切/法向恢復(fù)系數(shù)分別在撞擊角度接近法/切向時會超過1。采用標(biāo)準(zhǔn)k-?模型及DPM模型對慣性粒子分離器內(nèi)氣固兩相流場進(jìn)行仿真,根據(jù)反彈試驗結(jié)果,編寫嵌入式用戶自定義函數(shù)實現(xiàn)不同粒徑顆粒的概率性反彈。數(shù)值仿真結(jié)果與文獻(xiàn)試驗結(jié)果較吻合,證明了反彈模型及仿真手段的可靠性。同時獲得了反彈特性,材料以及分離器型面對粒子分離器效率的影響。結(jié)果顯示:法向恢復(fù)系數(shù)減小和切向恢復(fù)系數(shù)增加不利于大粒徑顆粒分離效率提高,切向恢復(fù)系數(shù)過小或者法向恢復(fù)系數(shù)過大會增加顆粒在分離器內(nèi)反彈次數(shù)使分離效率波動。外殼體中部型面越外擴(kuò),清除流總壓恢復(fù)系數(shù)越小;主流總壓恢復(fù)系數(shù)先增加后減小;AC粗塵和C級砂的分離效率均先增加后減小。中心體前端型面外擴(kuò)時,主流總壓恢復(fù)系數(shù)增加,清除流總壓恢復(fù)系數(shù)降低。AC粗塵的分離效率下降,C級砂的分離效率先上升后下降。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V275.1
【部分圖文】：

圖 1.1 慣性粒子分離器中的粒子軌跡彈特性還可用于顆粒撞擊壁面的磨蝕預(yù)測[7]。航空發(fā)對葉片的磨蝕，以及其他重要部件的磨蝕情況都影響式慣性粒子分離器的研究主要采用試驗與數(shù)值仿真相對延長發(fā)動機(jī)的壽命具有重要意義。建立精確的顆粒性能進(jìn)行研究對提高直升機(jī)發(fā)動機(jī)的壽命和可靠性非反彈國內(nèi)外研究現(xiàn)狀象在航天、化工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都普遍存在。在進(jìn)行粒器的分離效率，粒子軌跡的模擬十分重要。其中，粒重要因素。以往學(xué)者的研究證明不規(guī)則形狀的粒子的，因此研究不規(guī)則形狀粒子的分布特性具有一定意義狀oldsmith W 等[8][9]建立了經(jīng)典剛體理論。該理論建立在

粒子反彈特性及粒子分離器性能研究第二章 顆粒撞擊壁面反彈試驗探狀顆粒撞擊壁面的機(jī)理，并獲得顆粒撞擊壁面前供更加精準(zhǔn)的反彈恢復(fù)系數(shù)。本章設(shè)計了粒子-壁程，并儲存在計算機(jī)中。采用自編的 Matlab 程序的速度矢量，獲得了顆粒撞擊壁面的反彈恢復(fù)系斜撞擊反彈模型中對顆粒的反彈特性進(jìn)行了公式推圖 2.1 為粒子碰撞壁面反彈過程的示意圖，壁面面上停留-離開壁面的過程。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文反彈角為 r（反彈速度矢量與法線的夾角），Vti，Vni分Vnr分別為反彈速度 Vr的切向及法向分量。在分析反彈過程時存在一定的缺陷。Kruggel-Emden H反彈過程，考慮了碰撞過程中的變形等。這種模型將壁尼模型。而在切向上，采用有庫倫限制的彈簧模型。即變形恢復(fù)力，變形恢復(fù)力達(dá)到臨界值便發(fā)生滑移，此的影響。
【參考文獻(xiàn)】

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1 徐義華;張燕海;楊玉新;曾卓雄;胡春波;;粒子侵蝕模型及粒子侵蝕下絕熱材料燒蝕數(shù)值計算[J];固體火箭技術(shù);2015年01期

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本文編號：2840659