丝网滤清器数值模拟与实验研究

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丝网滤清器是船用进气滤清器的重要组成部分。丝网滤清器的压降和分离效率是其重要的两个性能指标。对于压降,国内外以往的研究往往要依靠实验来测量,这样需耗费较大的人力物力,而且实验周期比较长;而对于分离效率,又受到诸如汽流速度、汽流载液量等众多条件的影响。对于设计者来说,需要根据要求来平衡这两方面的指标。 本文即是从理论计算、数值模拟、实验研究三个方面入手,细致深入地研究丝网滤清器的阻力特性和效率特性。本文针对实际情况,进行了以下几个方面的工作: 1.在前人理论的基础上提出一定的假设,并引入一种网丝的简化方法,推导出一个在不发生夹带和液泛情况下丝网滤清器对入口液滴的分离效率的计算公式;在前人经验公式的基础上,根据液滴的受力分析提出一种最大允许气速的计算方法。 2.尝试建立基本不经过简化的丝网滤清器三维模型,并对其进行单相和两相流的数值模拟。对数值模拟结果进行分析,并深入研究丝网滤清器的网丝直径、丝网层间距对压降的影响以及入口液滴直径、气流速度的变化对分离效率的影响。通过分析流场特性后对前面得出的理论公式进行修正。 3.选取具有代表性的网丝进行单相和两相流动特性实验,对数值模拟结果的准确性进行了验证,并在此基础上创造性地将不同特征参数的丝网进行组合,在高汽流速度和高载液量工况下应用,取得了很好的效果。
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