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燃气轮机旋风分离器性能研究

黄正明  
【摘要】: 燃气轮机进气中的盐分和沙粒对压缩机和涡轮机照成化学腐蚀和机械腐蚀,因此除沙是燃气轮机进气滤清设备的一个重要任务。现代的两栖登陆艇常采用多级组合如惯性级和网垫级来解决除盐雾的问题,用旋风级来解决除沙问题。本文研究了旋风分离器在不同的叶片模型,出口形状模型情况下,以及运动和旋转情况下,阻力和分离效率的模型,同时通过PIV测量流道的流畅情况,以分析阻力产生的原因。 研究后发现 对于阻力而言:(1)叶片倾斜角度对阻力系数ξ的影响比叶片数目n的影响要大许多;(2)叶片倾斜角度和叶片数目的增加都会导致阻力系数的上升;(3)出口形状也会影响叶片倾斜角度α和叶片数目n对旋风分离器阻力性能系数ξ的影响。(4)旋转对阻力影响很小 对于分离效率而言:(1)分离效率受速度的影响最大,速度的提高会极大程度上导致分离效率的减少;(2)叶片倾斜角度或者叶片数目的增加会提高系统的分离效率,尽管其对分离效率的影响不如速度那么明显。 当叶片以顺时针旋转时,转速较高时,分离效率下降,这说明其使角度和叶片数对分离效率的影响变小;逆时针旋转对分离效率的影响是积极的,而顺时针的则是消极的。 分析阻力和PIV结果和模拟流场得出如下结论:(1)在入口流场相似的情况下,不同的工况出口的流场各有不同;(2)叶片角度的增加,导致了流场的更加紊乱,出口处生成了更加剧烈的涡核;(3)叶片角度的变化,使得出口处有一个回流区域变化的强度和面积变化,角度越大,回流区域越大,但相对强度越弱。结合阻力分析,这是阻力变化的一个重要原因。


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