管道过滤装置流场数值模拟及其结构优化设计

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1、2011年l2月机床与液压Dec．2011第39卷第23期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．39No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．23．031管道过滤装置流场数值模拟及其结构优化设计张秀珩，房元灿，任希文，欧周华(1．沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110159；2．沈阳远大压缩机制造有限公司，辽宁沈阳110127)摘要：采用计算流体动力学(CFD)方法对XYZ-150润滑站所使用的2FXG一32型过滤装置内流场进行数值模拟，根据模拟结果优化过滤装置结构。结果表明：经过结构优化后的过滤装置内的

2、漩涡、死水区等水流状况减小，能量损失减少；有效过滤面积增大，过滤效率提高；结构紧凑，生产和制造成本降低。关键词：过滤装置；数值模拟；CFD；流场分析；结构优化中图分类号：TH117．2文献标识码：B文章编号：1001—3881(2011)23—108—3NumericalSimulationofInternalFlowandStructureOptimizationforPipelineFilterZHANGXiuhang，FANGYuancan。，RENXiwen，0UZhouhua(1．CollegeofMechanicalEngineering，Sh

3、enyangLigongUniversity，ShenyangLiaoning110159，China；2．ShenyangYuandaCompressorManufacturingChina，ShenyangLiaoning110127，China)Abstract：Internalflowfieldof2FXG一32filterforXYZ一150lubricantmachinewassimulatedbyusingCFD．Structureoptimiza-tionwasmadeforthefilterbasedonthesimulationresu

4、lts．Theresultsindicatethatafteroptimization，fl0wphenomenoninthefilter，suchaswhirlpoolandstagnantwaterzones，isdecreased．Theenergylossisreduced，efectivelyfiltrationareaisincreasedandfiltra—tioneficiencyisimproved．Theoptimizedfilterhascompactstructureandthecostofproductionandmanufact

5、ureisreduced．Keywords：Fiher；Numericalsimulation；CFD；Flowfieldanalysis；Structureoptimization管路过滤装置安装在液压系统的压力管路上，用1结构模型以滤除润滑油中混入的机械杂质和润滑油本身化学变1．1物理模型化所产生的胶质、沥清质、炭渣质等，从而防止阀芯CFD采用二维模拟H]，卡死、节流小孔缝隙和阻尼孔的堵塞以及液压元件过二维模拟的优点是可以从分快磨损等故障的发生。在XYZ一150型润滑站管路系析图像上清晰看到过滤装置统中，过滤装置是重要的液压元件⋯，目前在管路过内部流体

6、的速度、压力和各滤装置这一行业还没有一套严格的国家标准，在过滤种液流现象。图1为XYZ．150装置的设计中，基本上还是依据传统设计方法和经验润滑站使用的2FXG-32型双设计产品，不注重内部结构中的压头损失及过滤效率联过滤装置二维结构图，由研究。为了适应现代工业输送系统的要求，研究高于双联过滤装置左右结构对效、先进的过滤产品势在必行。称，这里取单侧进行分析。随着计算流体力学(CFD)的可靠性不断提其中，D．=140mm，高-3]，CFD软件在研究流体机械的流场问题领域D2=484mm，D3=66mm，图1过滤装置二中得到了广泛的应用。作者采用CFD技术对过

7、滤装D4=32mm，D5=260mm。维结构图置内的流场进行分析，因为理论研究不能让人直观利用Gambit软件按照图1所地看到流体流动状况，作者借助于Fluent软件对过示尺寸绘制过滤装置二维图。滤装置流场进行数值模拟，使研究结果可视、直观XYZ．150型润滑站管路系统使用N150机械油作化，并根据数值模拟的结果，对过滤装置结构进行为介质，根据标准GB443．89查得：N150机械油密度优化。为900kg／m；运动黏度为1．4×10m／s。收稿日期：2010—11—05作者简介：张秀珩(1977一)，女，在读博士，讲师，主要研究方向为往复式压缩机动力系统研

8、究和结构设计、设备润滑系统分析研究和新型油水分离设备的研制等。E—