滤芯结构参数的优化及数值模拟.pdf

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1、2012年l1月机床与液压NOV．2012第40卷第21期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．40No．21DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．21．020滤芯结构参数的优化及数值模拟巴鹏，房元灿，欧周华，张鹏飞(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：研究液压管路过滤系统褶型不锈钢滤芯的结构参数和压降之间的关系，建立滤芯结构参数和压降之间的数学模型。寻求XYZ一100稀油站所使用的过滤器滤芯的最优结构参数，并用CFD软件

2、FLUENT对理论计算的最优结构参数进行数值模拟，将理论结果和模拟结果进行对比，结果表明：通过理论模型求得的最优结构参数是可行的。关键词：滤芯；过滤阻力；数值模拟；流场分析中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)21—073—4StructureParametersOptimizationoftheFilterCoreandNumericalSimulationBAPeng，FANGYuancan，OUZhouhua，ZHANGPengfei(1．CollegeofMechanicalEngineer

3、ing，ShenyangLigongUniversity，ShenyangLiaoningl10159，China；2．ShenyangYuandaCompressorManufacturingChina，ShenyangLiaoning110127，China)Abstract：Toresearchrelationshipofpressuredropwithstructureparametersofpleatedstainlesssteelfiltercoreofthehydraulicpipelines，amathematicmodel

4、betweenthestructureparametemoffiltercoreandpressuredropwasconstructed．Theoptimizedstruc—tureparametersofthefiltercoreforXYZ一100lubricantmachineintheworkingstateweresearched，andtheoptimizedstructureparam—etersweresimulatedwithFLUENTsoftware．Thecalculatedvalueswerecontrasted

5、withthesimulatedvalues．Itisshownthattheopti-mizedstructureparameterscalculatedbythetheoreticalmodelarefeasible．Keywords：Filtercore；Filtrationresistance；Numericalsimulation；Flowfieldanalysis过滤器是稀油站管路系统中重要的液压元件，目前关于液压系统过滤器滤芯结构阻力的理论研究较少，对滤芯的研究多集中在空气过滤器上，冯朝阳等⋯对核级空气过滤器的结构参数与阻力关

6、系做了实验研究，取得不少进展。文中根据过滤器褶型滤芯阻力理论研究基础，对滤芯结构参数与阻力之间的关系进行研究，并使用CFD软件对液压管路过滤器褶型滤芯的阻力进行数值模拟试验，为滤芯的生产和滤芯产品的选型提供参考。1滤芯阻力理论模型1．1建立模型根据褶型滤芯的结构，建立模型如图1所示，结构参数如图2所示，h为褶高，0为折褶角(为后文计算方便，这里0表示为折褶角的一半)，折褶数为Ⅳ，滤芯的高度设为日，滤芯折褶外圆和内圆直径分别为D和d。图2折褶结构参数收稿日期：2011—05—18作者简介：巴鹏(1963一)，男，硕士，教授，硕士研究生导师，从

7、事往复式压缩机动力系统研究和结构设计、设备润滑系统分析研究和新型油水分离设备的研制等。E—mail：bpbpppp@163．eom。·74·机床与液压第40卷1．2滤芯过滤面阻力分析流体通过滤芯，经过过滤面后引起的压力损失1．2．1滤芯过滤面理论模型为：滤芯过滤面可定义为多孔介质模型，在低流速、卸=1··(暑)·p(5)小雷诺数的情况下，多孔介质两端的阻力分布服从达西(Darcy)定律：式中：△p表示滤芯过滤面压降(Pa)；Q表示流量(In／s)；A。表示滤网通孔面积(in)；p表示流一一匕，K体密度(kg／In)；表示阻力系数，其计算如表

8、1式中：卸表示压降(Pa)；L表示多孔介质厚度所示。(m)；表示流体动力黏度(Pa·S)；K表示渗透率表1的计算(m)；表示流体平均流速(m／s)。Re~>400渗透率K引：Re