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，分析了影響干濕復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、標準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。設定孔隙率、收斂標準和邊界條件，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