基于CFD的航空发动机离心通风器的优化设计研究

【类型】学位论文

【作者】邵长浩 

【关键词】 航空发动机 离心通风器 油气分离 数值模拟 DPM 壁面液膜

【摘要】航空发动机离心通风器是航空发动机机械润滑系统中滑油回收的主要部件，离心通风器的通风阻力和分离效率直接影响润滑系统的滑油回收率和工作特性。基于国内外对此的研究，利用CFD软件对离心通风器内的油气混合气的两相流动进行数值模拟。对气流流动的湍流模拟采用适应雷诺应力各向异性的雷诺应力模型。油滴颗粒的初始喷射和运动轨迹的模拟采用DPM模型，模拟颗粒在离心通风器内受各项作用力下的运动情况。连续相壁面边界采用标准壁面函数，模拟气流的边界层流动。离散相的壁面边界采用壁面液膜模型，模拟油滴颗粒与壁面上油膜的相互作用。计算方案分别计算了不同通风流量；不同旋转轴转速；不同通风孔偏心距；不同辐板顶圆半径下的各通风阻力与分离效率。结果表明：通风流量与旋转轴转速的增加都会带来更大的通风阻力，流量的增大不利于分离效率的提高，分离效率随转速的增加会有所提高。增大辐板顶圆半径通风阻力增大，分离效率提高。通风孔偏心设计有助于减小通风阻力，并削弱出口回流现象，但分效率有一定的降低。此外，通风器内气流流线弯曲回转明显，部分区域存在较大的流体旋涡，流体旋涡的结构特性对分离效率有一定的影响。离心通风器气体的湍流强度增强有助于分离效率的提高。对壁面油膜厚度的分析表明，壁面油膜厚度受壁面剪切应力的影响，剪切应力高的地方油膜厚度薄。在剪切应力的驱动下部分油膜会向壁面边缘迁移，最后被甩离壁面形成较大的油滴颗粒从新回到气流当中。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】沈阳航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】徐让书

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