空氣濾清器內(nèi)三維紊流數(shù)值計算與分析.pdf

1、空氣濾清器是內(nèi)燃機的重要部件，其性能直接影響內(nèi)燃機的可靠性和使用壽命。受空氣濾清器內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境的限制，要完全真實地了解其內(nèi)部流動特性十分困難，依靠經(jīng)驗和實驗手段來研制空氣濾清器不但要花費大量的時間，且無法得到其內(nèi)部全面的流動信息。因此，本文提出了采用數(shù)值模擬的方法對其流動特性進行研究，對提高空氣濾清器的各項性能指標(biāo)和延長其使用壽命提供了理論依據(jù)。 首先，對空氣濾清器進行了分類和性能比較，詳細概述了本研究的空氣濾清器的特

2、點，分析了各項性能指標(biāo)，分析了影響干濕復(fù)合式空氣濾清器的流動因素。 其次，利用連續(xù)性方程、動量方程、標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型建立了流動的理論模型。確定將空氣濾清器內(nèi)流體看作三維粘性紊流流動，不考慮空氣濾清器壁面與流體之間的熱傳遞，采用有限體積法求解對流擴散方程，采用SIMPLE算法進行計算。并簡要介紹了數(shù)值模擬軟件STAR-CD的基本原理以及CFD的仿真計算步驟。 最后，采用STAR-CD的前處理模塊(Pro-star)，直

3、接建立了精濾器部分的計算網(wǎng)格。設(shè)定孔隙率、收斂標(biāo)準(zhǔn)和邊界條件，進行了流場計算，并分析了計算結(jié)果。 計算結(jié)果表明：入口位置對空氣濾清器內(nèi)的流動均勻性有明顯的影響，離出口位置160mm處的流動均勻性最好；在同一位置，圓形入口可以明顯改善空氣濾清器的壓力損失，合理的入口形狀同時可改善其流動性能，隨著出口直徑的增大，空氣濾清器的壓力損失減小，但是考慮到與發(fā)動機進氣管的連接，不能增加太多；隨孔隙率的減小，空氣濾清器的速度分布變得均勻，但壓