空氣濾清器內(nèi)三維紊流數(shù)值計(jì)算與分析.pdf

1、空氣濾清器是內(nèi)燃機(jī)的重要部件，其性能直接影響內(nèi)燃機(jī)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(shí)地了解其內(nèi)部流動(dòng)特性十分困難，依靠經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)手段來研制空氣濾清器不但要花費(fèi)大量的時(shí)間，且無法得到其內(nèi)部全面的流動(dòng)信息。因此，本文提出了采用數(shù)值模擬的方法對(duì)其流動(dòng)特性進(jìn)行研究，對(duì)提高空氣濾清器的各項(xiàng)性能指標(biāo)和延長其使用壽命提供了理論依據(jù)。 首先，對(duì)空氣濾清器進(jìn)行了分類和性能比較，詳細(xì)概述了本研究的空氣濾清器的特

2、點(diǎn)，分析了各項(xiàng)性能指標(biāo)，分析了影響干濕復(fù)合式空氣濾清器的流動(dòng)因素。 其次，利用連續(xù)性方程、動(dòng)量方程、標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型建立了流動(dòng)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(dòng)，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(duì)流擴(kuò)散方程，采用SIMPLE算法進(jìn)行計(jì)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(jì)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(jì)算網(wǎng)格。設(shè)定孔隙率、收斂標(biāo)準(zhǔn)和邊界條件，進(jìn)行了流場計(jì)算，并分析了計(jì)算結(jié)果。 計(jì)算結(jié)果表明：入口位置對(duì)空氣濾清器內(nèi)的流動(dòng)均勻性有明顯的影響，離出口位置160mm處的流動(dòng)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(shí)可改善其流動(dòng)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(dòng)機(jī)進(jìn)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