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油气分离器数值模拟与分离性能研究

孙秀君  
【摘要】:潜艇主减速器及循环滑油舱中的润滑油在高温下产生的油雾,扩散到机舱中,不仅浪费了润滑油资源,并且严重污染潜艇舱室内空气,危害舱室工作人员的身体健康,更为严重的是通过通风系统扩散到其他舱室,将对电子设备产生严重的腐蚀,影响潜艇的战斗力。目前,离心式油气分离器作为除油设备被应用于潜艇上。 油气分离器是一种利用气液两相流体的旋转运动,使液体油滴在离心力的作用下从气流中分离出来的设备。油气分离器的工作过程是一种极其复杂的三维强旋转湍流、两相分离运动,因此很难通过解析的方法预报内部流动状况。由于实验条件的限制,单纯通过实验来研究离心分离器的性能不仅周期长而且费用高。数值计算技术具有资金投入少、设计计算速度快、信息完全、仿真模拟能力强等特点。因此,用湍流数值模拟方法研究分离器内流体的流动规律,进而优化分离器的结构,可以大大缩短其研发周期,具有重要的工程应用价值。 本文利用计算流体力学CFD商业软件FLUENT对潜艇上使用的油气分离器内部流场进行了数值模拟。不仅建立了研究分离器内部流动性能和分离性能的合理模型和方法,而且模拟研究了多种情况下的气相流场、压降、颗粒运动轨迹及分离效率等,为优化设计更高除油效率的分离器提供参考,以更好地改善潜艇舱室空气质量,为提高潜艇的战斗力提供保证。通过本文的数值模拟结果,主要得到了如下结论: 1.对于分离器内部复杂流场的模拟,必须以高质量的网格为前


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