工况因素对离心通风器穿透率影响的数值研究

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1、第30卷第6期2013年12月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．30No．6Dec．2013文章编号：2095—1248(2013)06—0008—03工况因素对离心通风器穿透率影响的数值研究邵长浩，徐让书(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：离心通风器是航空发动机润滑系统中回收滑油的主要部件，工作时转速和通风流量对其分离滑油效率有一定的影响。以离心通风器内空气与滑油颗粒组成的两相流为研究对象，计算不同工况下滑油油

2、珠的穿透率。采用DPM模型模拟颗粒相喷射源，应用雷诺应力模型计算连续相湍流流动。计算结果表明，提高转速可以减小穿透率，保障滑油的回收。加大通风流量时，离心通风器的穿透率增加。关键词：润滑系统；离心通风器；转速；通风流量；穿透率中图分类号：V233．4文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．06．002Numericalstudyontheeffectsofconditionfactorsoncentrifugalbreather7SpenetrationSHAOCh

3、ang—hao，XURang—shu(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：Centrifugalbreatheristhemajorpartoflubricatingoilrecyclingsysteminaviationengine，whoseefficiencyofoil—separationcanbeaffectedbyairflowandspeed．Thetransmitt

4、anceofoildropletsunderdif-ferentconditionsiscalculatedwiththesubjectsofthetwo—phaseflowintheCentrifugalbreatherwhichisconsistedofairandoilparticles，TheDPMmodelisusedtOsimulatethejetsourceofparticles，andtheReynoldsstressmodelisappliedtOcalculatecontinuousph

5、aseturbulentflow．Theresultsshowthaticreasingthespeedcanreducetransmittanceandensureoilrecovery，andthatthemoretheventilationflow，themorethepenetrationofcentrifugalbreather．Keywords：lubricationsystem；centrifugalbreather；rotationalspeed；ventilationflow；penetr

6、ation离心通风器是航空发动机滑油系统的重要部件，其功用是回收滑油。离心通风器内的两相流动是复杂的，必要的简化更有利于数值模拟计算与分析，数值计算可以忽略连续相和分散相所受的重力影响旧』。离心通风器实验腔内切向速度的分布与旋风分离器极为相似，切向速度的大小在径向上呈驼峰分布旧J。对油气分离的数值研究应该考虑湍流弥散，使数值模拟更符合物理实际HJ，连续相湍流流动的漩涡边界有聚集颗粒的现象”j。两相流动中，颗粒相的流动状态受颗粒直径大小的影响∞J。DPM模型可以模拟油气分离过程中的颗粒轨迹‘7I。基于上述考虑

7、，本文以离心通风器内空气与滑油颗粒组成的两相流为研究对象，计算不同工况下滑油油珠的穿透率，分析了转速与通风流量对其滑油回收效率的影响。1数值计算1．1离心通风器的转子结构如图1所示，离心通风器主要依靠空心转轴带动旋转辐板在实验腔内高速旋转产生的离心力对滑油进行分离回收。转子的结构包括：前端顶收稿日期：2013—09—09作者简介：邵长浩(1988一)，男，辽宁铁岭人，硕士研究生，主要研究方向：离心通风器优化设计的数值研究，E—mail：546774210@qq．com；徐让书(1962一)，男，浙江乐清人，

8、教授，主要研究方向：流动数值仿真，E-mail：xurangshu@yahoo．corn。第6期邵长浩，等：工况因素对离心通风器穿透率影响的数值研究9板、旋转辐板、后端顶板、通风孔和旋转空心轴。工作时，来自轴承腔的滑油油珠与空气一起流入通风器实验腔，旋转轴带动辐板高速旋转。在离心力的作用下，由于滑油油珠的密度大，受到的离心力大于空气，从而滑油油珠被分离到壁面上形成油膜，再由回油孔回收，空气夹杂未被分离的油珠从通风