氧气面罩上氧调器的流场分析研究

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航空供氧是飞行员在高空低压缺氧环境下确保生命安全的必要手段,氧调器是供氧装备防护技术的关键环节之一。本文结合航空供氧生理学要求,对氧气面罩氧调器进行了研究,在建立氧调器模型的基础上,运用了数值模拟的方法对氧调器的流场特性进行了模拟计算,并最终得到了氧调器的流场特性。在数值模拟的过程中,首先对氧调器吸气活门进行了简化,建立了吸气活门的几何模型和数学模型;其次阐述了数值模拟的方法,选取了流场计算的区域,设定了计算区域的边界条件,并运用ICEM软件对计算区域进行了网格划分;最后选取了相应的湍流模型,运用FLUENT对流场进行了静态和动态模拟,并对模拟结果进行了分析总结。计算结果表明:在一个吸气周期内,流量变化的曲线近似呈正弦变化,活门开度较小时,流量变化梯度较大,当活门开度达到一定的值后,流量不再随活门开度的增大而变化;在活门进口和出口处,流场压力变化较大,氧调器的吸气阻力部分是在此处形成的,要想减小氧调器的吸气阻力,除了改变肺式机构的结构外,还可以改变此处的结构,使其有利于气体流动。本文的研究为氧调器性能和结构的优化提供了一定的参考依据。
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