本文關(guān)鍵詞：重型卡車空氣濾清器前進(jìn)氣系統(tǒng)旋流式分離器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：旋流式分離器在空氣濾清器各組成部分中起粗濾作用,是一種利用進(jìn)氣經(jīng)過(guò)旋流葉輪時(shí)在離心力作用下,將進(jìn)氣中夾帶的大顆�；覊m等濾除的裝置。由于分離器構(gòu)造簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、造價(jià)低廉,使得其受到了廣泛研究及應(yīng)用,但作為重型卡車空氣濾清器前進(jìn)氣系統(tǒng)的一部分,旋流式分離器在工作過(guò)程中往往存在流動(dòng)阻力大,灰塵淤積,過(guò)濾效率低等問(wèn)題需要解決。考慮到旋流式分離器流場(chǎng)復(fù)雜的流動(dòng)情況和實(shí)驗(yàn)方法的耗時(shí)性,本論文采用計(jì)算流體力學(xué)CFD方法模擬分析了旋流式分離器內(nèi)部流場(chǎng),通過(guò)數(shù)值模擬研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氣固兩相流場(chǎng)內(nèi)速度和壓力分布、流動(dòng)阻力及過(guò)濾效率等性能的影響。本文對(duì)氣相流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算時(shí),選擇雷諾應(yīng)力模型作為湍流模型;差分格式采用QUICK格式;壓力梯度項(xiàng)插補(bǔ)格式采用PRESTO格式;計(jì)算方法采用基于FVM的SIMPLEC算法。對(duì)于氣固兩相流場(chǎng)運(yùn)用歐拉-拉格朗日方法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果顯示:在旋流式分離器內(nèi)部,旋流葉輪下方軸向速度成負(fù)值,說(shuō)明在中心軸線處有回流現(xiàn)象,這會(huì)增加流動(dòng)阻力,產(chǎn)生較大壓力損失。靜壓在中心軸線處成負(fù)值,且一直延伸至排氣口處,這會(huì)影響過(guò)濾效果。由于排塵口的存在使得在靠近排塵口處,速度、壓力變化明顯。旋流式分離器的粒級(jí)效率與顆粒直徑尺寸成正比,但是對(duì)于過(guò)小或過(guò)大粒徑顆粒的過(guò)濾效率不是很理想,且部分被捕捉的顆粒在集塵腔底堆積,容易引起二次污染,影響過(guò)濾效率。根據(jù)分析結(jié)果對(duì)旋流式分離器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),計(jì)算分析了排氣口半徑的變化、排氣口內(nèi)壁長(zhǎng)度、排塵口傾角及集塵腔底傾角等參數(shù)的變化對(duì)流場(chǎng)速度、壓力分布、阻力及過(guò)濾效率的影響。結(jié)果表明,當(dāng)排氣口半徑為54mm,排氣口內(nèi)壁高度為147mm,排塵口傾角為24°，集塵腔底傾角為6°時(shí),旋流葉輪下方軸向速度分布更加均勻,且速度絕對(duì)值減小,說(shuō)明回流現(xiàn)象得到有效改善;壓差明顯降低,流體在旋流式分離器內(nèi)流動(dòng)阻力降低;過(guò)濾效率得到提高。
【關(guān)鍵詞】：重型卡車 空氣濾清器 旋流式分離器 數(shù)值模擬 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 引言11-12
• 1.2 旋流式分離器的概況12-16
• 1.2.1 旋流式分離器的作用12-13
• 1.2.2 旋流式分離器的性能指標(biāo)13-15
• 1.2.3 旋流式分離器的研究方法15-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展16-18
• 1.3.1 實(shí)驗(yàn)方法研究進(jìn)展16
• 1.3.2 數(shù)值模擬方法研究進(jìn)展16-18
• 1.4 計(jì)算流體力學(xué)理論概述18-23
• 1.4.1 計(jì)算流體力學(xué)的形成與發(fā)展19
• 1.4.2 計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用19-21
• 1.4.3 計(jì)算流體力學(xué)方法的計(jì)算流程21-22
• 1.4.4 FLUENT軟件概述22-23
• 1.5 本課題研究目的、意義及主要研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.5.1 研究目的及意義23-24
• 1.5.2 研究的主要內(nèi)容24-25
• 第2章 旋流式分離器數(shù)值模擬理論25-37
• 2.1 氣相數(shù)值模擬計(jì)算方法研究25-32
• 2.1.1 控制方程25-26
• 2.1.2 模擬方法26-28
• 2.1.3 湍流模型28-30
• 2.1.4 離散方法30-31
• 2.1.5 壓力速度耦合31-32
• 2.2 氣固兩相的數(shù)值模擬計(jì)算方法研究32-35
• 2.2.1 數(shù)值計(jì)算方法32-35
• 2.2.2 氣相和固相的相互作用35
• 2.3 本章小結(jié)35-37
• 第3章 旋流式分離器內(nèi)氣固兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬37-51
• 3.1 幾何建模及網(wǎng)格劃分37-40
• 3.1.1 旋流式分離器的幾何建模37-38
• 3.1.2 旋流式分離器的網(wǎng)格劃分38-40
• 3.2 材料和邊界條件的設(shè)置40-42
• 3.2.1 材料的設(shè)置40-41
• 3.2.2 邊界條件的設(shè)置41-42
• 3.3 氣固兩相流場(chǎng)的計(jì)算分析42-49
• 3.3.1 速度分析42-45
• 3.3.2 壓力分析45-47
• 3.3.3 過(guò)濾效果分析47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 第4章 旋流式分離器優(yōu)化計(jì)算與分析51-73
• 4.1 排氣口半徑對(duì)分離器性能的影響51-56
• 4.1.1 排氣口半徑對(duì)流場(chǎng)速度的影響51-55
• 4.1.2 排氣口半徑對(duì)過(guò)濾效果的影響55-56
• 4.2 排氣口內(nèi)壁高度對(duì)分離器性能的影響56-59
• 4.2.1 排氣口內(nèi)壁高度對(duì)流場(chǎng)速度的影響56-57
• 4.2.2 排氣口內(nèi)壁高度對(duì)流場(chǎng)壓力的影響57-58
• 4.2.3 排氣口內(nèi)壁高度對(duì)過(guò)濾效果的影響58-59
• 4.3 排塵口傾角對(duì)分離器性能的影響59-64
• 4.3.1 排塵口傾角對(duì)流場(chǎng)速度的影響59-62
• 4.3.2 排塵口傾角對(duì)過(guò)濾效果的影響62-64
• 4.4 集塵腔底傾角對(duì)分離器性能的影響64-68
• 4.4.1 集塵腔傾角對(duì)速度分布的影響64-65
• 4.4.2 集塵腔傾角對(duì)壓強(qiáng)的影響65-67
• 4.4.3 集塵腔傾角對(duì)過(guò)濾效率的影響67-68
• 4.5 優(yōu)化后旋流式分離器的計(jì)算結(jié)果與分析68-71
• 4.5.1 速度分析69
• 4.5.2 壓力分析69
• 4.5.3 過(guò)濾效率分析69-71
• 4.6 本章小結(jié)71-73
• 第5章 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 結(jié)論73
• 5.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 在學(xué)期間主要科研成果81
• 一、發(fā)表學(xué)術(shù)論文81
• 二、其它科研成果81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：778402