离心通风器转子壁面油膜分布的数值研究

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1、第31卷第3期沈阳航空航天大学学报v01．31No．32014年6月JournalofShenyangAerospaceUniversityJul．2014文章编号：2095—1248(2014)03—0014—05离心通风器转子壁面油膜分布的数值研究胡慧，徐让书，邵长浩，张所刚(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：对某型航空发动机离心通风器内部流场进行数值模拟，分析不同通风孔偏心距下，油滴颗粒与转子壁面发生碰壁，在转子壁面上形成油膜的分布情况。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，采用壁面液膜模型(wallfilmmodel)模拟油滴颗粒与

2、转子壁面之间的碰撞过程。分别计算了通风孔偏心距P为5l-llln、7Inm、9mm时各壁面油膜厚度值，并分析了油膜厚度及运动的变化趋势。结果表明：各壁面的油膜厚度随通风孔偏心距的增加而加大，在e为7lllln时，通风孔内壁和旋转空心轴内壁的油膜厚度出现最大值。关键词：离心通风器；壁面液膜；油膜厚度；逶风孔偏心距；数值计算中图分类号：V233．4文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2014．03．003Numericalstudyoffilmdistributiononthewallofoil—airseparator7SrotorHUHui，XUR

3、ang—shu，SHAOChang—hao，ZHANGSuo—gang(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China)Abstract：Numericalsimulationofacertaintypeofaircraftengineinternalflowfieldofoil-airseparatoriscarriedout．Underdifferentbreatherholeseccentricity，thedistributionofthefilmformingont

4、hewalloftherotorisanalyzedwhenthedropletparticleshitthewalloftherotor．Takingthetwo—phaseflowintheoil—airseparatorwhichconsistsofairandoilparticlesastheresearchobject，collisionprocessbetweenparticledrop—letsandtherotorwallissimulatedusingthewallfilmmodel．Thethicknessofthewallfilmiscalculatedwhen

5、thebreatherholeseccentricityis5(7and9)rain．andthevariationtrendoffilmthicknessanditsmo—tionisalsoanalyzed．Theresultsshowthatthefilmthicknessofoilwallwillincreasewiththeincreaseofbreatherholeseccentricity．andwheneis7mm．thethicknessofwallfilmonbreatherhole’Sinnerwallandtherotafinghollowshaft’Swal

6、lhasamaximumvalue．Keywords：oil—airseparator；wallfilm；filmthickness；breatherholeseccentricity；numericalsimulation油滴与气流以混合两相流的形式存在于离心通风器内¨。。。垂直向下和水平流动中颗粒的沉积速率随驰豫时间(无量纲数)的增加而增加¨。。对于小stokes数的颗粒，方形管内的沉积率大于圆管内的沉积率MJ。不考虑湍流弥散时，油滴基本全部跟随旋转气流的运动轨迹，撞击到壁面上的油滴所形成的油膜大多分布在气流经过的位置，而湍流脉动引起的颗粒弥散现象改变了油滴的“正常”运动轨迹，可

7、以使油膜在壁面上的分布更加均匀，更接近实验结果’5o。除了离心力作用外，气流在壁面上的碰撞过程对提高分离效果也具有重要作用MJ。Farrall等¨‘8o研究了轴承腔内空气、油滴颗粒和油膜行为的两相数值建模方法，其模型包含了重要的颗粒与油膜间的相互作用。当分散相油滴颗粒的含量较少时，可以采用针对于单个颗粒的动力学模型，只考虑连续相对分散收稿日期：2013—10—10作者简介：胡慧(1987)，女，山东临沂人，硕士研究生，主要研究方向：航空发动机通风器数值仿真