组合式丝网凝聚级性能研究

论文摘要

燃气轮机以其重量轻，功率大，操作方便和机动性强等优点显示出其强大的生命力，并作为原动力越来越广泛地应用在军舰，货船，钻井平台和发电站等方面。众所周知，这种发动机在工作时需要吸入大量的空气，而海洋大气中含有大量盐份且以气溶胶形式存在，因此海洋船舶的进气往往有除盐的要求，进气量极大的燃气轮机对进气的除盐要求更为严格。而丝网凝聚级是燃气轮机进气滤清器的重要组成部分。本文针对船用燃机越来越高的除盐要求设计了一种组合式丝网凝聚级，在常规丝网凝聚级基础上改变其前后丝网直径使其成为一种新型的组合式丝网凝聚级，并介绍了组合式丝网凝聚级的阻力和分离效率特性的变化情况。利用数值模拟与实验研究相结合的方法，为高性能的船用燃机进气滤清器的设计制造提供可靠依据。本文主要进行以下三个方面的工作：1、组合式丝网凝聚级流场流动数值模拟方案的确定。在几何边界形状上严格反映物理真实性的基础上尝试尽量不做任何简化，建立组合式丝网凝聚级的三维模型。2、对组合式丝网凝聚级的压降和分离效率的数值模拟，对数值模拟结果进行分析，并深入研究组合式丝网凝聚级的网丝直径、网丝层间距对压降的影响以及进口颗粒的直径、气流速度的变化对分离效率的影响。3、在小型风洞针对丝网凝聚级性能进行实验，并对数值模拟结果加以验证，为以后新型组合式丝网凝聚级的设计和优化提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 本文的研究意义和研究目的
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 数值模拟方法的综述
• 2.1 引言
• 2.2 控制方程
• 2.3 湍流模型
• 2.3.1 湍流模型综述
• 2.3.2 标准k-ε模型
• 2.4 气粒两相模型
• 2.4.1 气粒两相流动的类型
• 2.4.2 气粒两相流动颗粒相模型
• 2.4.2.1 颗粒相运动方程
• 2.4.2.2 随机轨道模型
• 2.4.2.3 颗粒云模型
• 2.5 网格生成及离散方法
• 2.6 本章小结
• 第3章 丝网凝聚级的性能计算与工作原理
• 3.1 引言
• 3.2 丝网凝聚级装置概述
• 3.2.1 丝网凝聚级特征参数
• 3.2.2 丝网凝聚级分离原理
• 3.3 丝网凝聚级性能计算
• 3.3.1 丝网凝聚级分离效率计算
• 3.3.2 丝网凝聚级压降计算
• 3.4 丝网凝聚级最大允许气速的计算方法
• 3.5 本章小结
• 第4章 丝网凝聚级的数值模拟
• 4.1 丝网凝聚级模型的建立
• 4.2 边界条件的设定
• 4.3 数值模拟结果与分析
• 4.3.1 丝网直径对丝网凝聚级压力损失的影响
• 4.3.2 丝网层间距对滤清器压力损失的影响
• 4.3.3 进口速度对丝网凝聚级压力损失的影响
• 4.3.4 组合式丝网凝聚级与传统单丝径丝网凝聚级压力损失比较
• 4.4 丝网凝聚级两相流动数值模拟
• 4.4.1 计算方案
• 4.4.2 数值模拟结果与分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 丝网凝聚级实验研究
• 5.1 实验简介
• 5.2 实验原理及方法
• 5.2.1 阻力测量方法
• 5.2.2 效率测量方法
• 5.2.2.1 采样方法
• 5.2.2.2 实验过程
• 5.3 实验数据整理与分析
• 5.3.1 阻力特性
• 5.3.2 效率特性
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢