大型砂尘试验系统U形惯性分离器性能研究.pdf

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1、万方数据第32卷第2期2011年2月兵工学报ACTAARMAMENTARIIV01．32No．2Feb．201l大型砂尘试验系统U形惯性分离器性能研究李宏伟1’2，韩海波2，王浚1，张华1(1．北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191；2．自城兵器试验中心，吉林白城137001)摘要：砂尘试验是考核武器装备环境适应性的关键项目之一。为了降低砂尘颗粒对试验设备的磨损，需要对流经试验段后的气流中所含砂尘颗粒进行有效回收。本文建立了u形惯性分离器的数学模型，利用数值模拟方法获得了分离器内部的流场分布和

2、颗粒在分离器内的运动轨迹，以及各种气流速度下元件层数不同的分离器的分离效率和压力损失。研究结果表明：U形惯性分离器的效率受风速影响较大，设计合理的分离器能够满足特定条件下的分离效率要求。该研究结果可用于指导砂尘分离系统的设计与试验工作。关键词：流体力学；U形惯性分离器；CFD；气固两相流；砂尘试验中图分类号：V21l；TK223文献标志码：A文章编号：1000．1093(2011)02-0225-05ResearchonPerformanceofU-figureInertiaSeparatorinSanda

3、ndDustTestSystemLIHong．wei’一，HANHai．b02，WANGJun’，ZHANGHual(1．SchoolofAstronautieScienceandEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China；2．BaichengOrdnanceTestCenterofChina，Baicheng137001，Jilin，China)Abstract：Sand／dusttestisoneofthekeyprojectstoexaminet

4、heenvironmentaladaptabilityofweaponandequipment．Inordertodecreasetheabrasionoftestfacilitycausedbythesand／dustparticles，thehighefficaciouscallbackofparticlescontainedintheairflowisneeded．AmathematicalmodelofU—figureinertiaseparatorisestablished，theflowfiel

5、dandthetrajectoriesofparticlesintheseparatorareobtainedbyusinganumericalsimulationmethod，andtheseparationefficiencyandpressuredropofseparatorwithdifferentrowsofseparatecomponentsareobtainedatvariousflowvelocities．Thesimulationresultsindi—catethattheefficie

6、ncyofU-figureinertiaseparatorisaffectedbytheflowvelocityevidently，andarea—sonablydesignedseparatorcanmeettherequirementoftheseparationefficiencyinaparticularsituation．Alltheresultsprovidereferenceforthedesignandtestofsand／dustseparatesystems．Keywords：hydro

7、mechanics；U-figureinertiaseparator；CFD；gas／solidtwo—phaseflow；sand／dusttestO引言砂尘环境对武器装备系统具有严重的破坏作用，是导致许多装备失效的重要环境因素，在多个国家的军用标准中都规定了砂尘试验方法，以评价装备在沙漠、干旱等地区的砂尘环境下的工作性能和可靠性等。砂尘试验对气流的温湿度均有明确要求，由于大型砂尘试验系统空气流量大，经过预处理的空气必须循环流动才能实现长时间持续试验。为保证含砂气流吹袭被试品时的砂尘浓度精度，需对流经试验

8、段后的气流进行砂粒回收，以避免砂尘浓度的持收稿日期：2010—07—23作者简介：李宏伟(197l～)，男，博士研究生。E—mial：1hw467@sohu．colll：张华(1958一)，男，教授，博士生导师。万方数据兵工学报续j{}加．并降低砂尘颧粒埘M机rq片等关键鼯件的磨蚀、冲蚀等不利影响．田此，肯必型对分离器内的气周两棚流场及其分离效率进行研究，为分离器的设计段试骑提供依据。由丁气Ⅲ分离器内流动状忿是1