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《基于cfd技术的迷宫式油气分离器优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于CFD技术的迷宫式油气分离器优化设计第37卷第3期2008年6月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUST【0NENGINEANDM0T0RCYCLEV01.37NO.3Jun.2008基于CFD技术的迷宫式油气分离器优化设计刘宇恒郝志勇贾维新(浙江大学机械与能源工程学院浙江杭州310027)摘要:应用计算流体动力学软件FLUENT对汽车发动机气门室罩内的迷宫式油气分离器进行三维两相流场和油滴颗粒分离效率的数值模拟•通过计算四种分离器结构参数(岀口位置,出口直径,V型槽间距和V型槽宽度)下的分离器的分离效率和
2、压降损失，分析了各参数对分离效率的影响，得到分离器性能的规律性结论和分离器的最佳结构参数，用于指导迷宫式油气分离器的设计.关键词:迷宫式分离器CFD数值计算优化设计中图分类号:TK402文献标识码:A文章编号:1671—0630(2008)03—0050—04OptimizationDesignofLabyrinthAir/OilSeparatorBasedonCFDTechniqueLiuYuheng,HaoZhiyong.JiaWeixinDepartmentofMechanicalandEnergyEngineering,
3、Zh-iangUniversity(Hangzhou,310027)Abstract:TheComputationalFluidDynamicssoftwareFLUENTwasusedtosimulatethe3*Dtwo一phaseflowandcalculatetheseparationefficiencyofair/oillabyrinthseparatorsinthevalvechambercoverofcarengines.Bycalculatingtheseparationefficienciesandthepre
4、ssuredropofvariousseparatorswithfourdifferentstruc一turalparameters(oufletgdiameter,outletgposition,spacingandwidthofV一grooveseparator),theireffectonseparationefficiencyhasbeenanalyzed,SOaregularconclusionforseparatingperformanceandthebeststruc—ruralparametersofsepara
5、torhavebeenobtained,feasibletoguidethedesignofthelabyrinthseparator.Keywords:Labyrinthseparator,CFD,Numericalsimulation,Optimizationdesign引言当汽车发动机工作时，气缸内会有”旁通气体”(blow—bygas)经活塞环由气缸窜入曲轴箱内.这些离开气缸的”旁通气体”会将滞留在活塞和缸套表面的油膜和油滴带入气流，通过进气系统,进入燃烧室再次燃烧•但是，由于机油不能完全燃烧,会对排放指标产生负面影响•
6、因此，为了满足日益严格的排放法规的要求，必须将机油从曲轴箱气体中分离出来121.根据分离装置的物理性质,可将他们分为凝聚式分离器，惯性撞击式分离器和静电分离器等J.本文根据两相流体力学的基本理论，对某发动机气门室罩内的迷宫式油气分离器应用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT进行分离效率的数值仿真计算•通过调节分离器的儿种结构参数,分析这些参数对分离器的分离效率和压力降低损失的影响,由此得出在某一工况下的规律性特点，进而用于分离器的优化设计.这样，可以缩短研制吋间，降低设计成本,提高设计质量,具有传统的实验设计方法不可比拟的优
7、越性1314].作者简介:刘宇恒(1983一)，男，硕士研究生，从事内燃机噪声控制及现代设计方法的研究.第3期刘宇恒等:基于CFD技术的迷宫式油气分离器优化设计511模型的建立1.1分离器内的数值模型本文屮所研究的迷宫式分离器内的气液两相流动属于液体稀相流动,故将气相看成连续相，液体相看成分散相.由于入口气流速度较低，故把入口气体视为不可压缩的气体来处理，并且视流动为充分发展的定常流动，综合考虑,气体连续相的控制方程采用RANS方程，湍流模型采用标准K一模型，得到下式：p+p+p:axaaz击［厂卜［厂卜［厂卜S(?)式(1)为
8、方程的通用形式,其屮:为通用变量,f为扩散系数,5为源项，方程总结见表1,表中各变量的含义见参考文献［8］・表1与式(1)对应的标准K—s模型的控制方程方程r源项S连续1001J+1J++—动量U/.teff告()1J+1J+Y—动量告(aw)IJ1J老)+—动
