高鐵軸承試驗臺內(nèi)氣固雙相流攪動循環(huán)的數(shù)值模擬.pdf

1、高鐵軸承試驗臺是高鐵軸承各項性能參數(shù)進行測試和進行相關(guān)試驗的重要設(shè)備，也是模擬高鐵軸承實際工況條件的關(guān)鍵所在，研究掌握高鐵軸承試驗臺是實現(xiàn)高鐵軸承國產(chǎn)至關(guān)重要的一步。為更加準確的測試高鐵軸承的性能，須建立高鐵粉塵箱模擬高鐵軸承實際運行狀況，攪動循環(huán)是高鐵軸承粉塵箱為模擬高鐵軸承實況的一種流場狀態(tài)，本課題即在攪動循環(huán)的基礎(chǔ)上對高鐵軸承試驗臺內(nèi)氣固雙相流進行仿真分析。
　　首先，分析高鐵軸承粉塵箱及氣固雙相流的國內(nèi)外現(xiàn)狀，結(jié)合實際工作

2、條件及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對粉塵箱的結(jié)構(gòu)進行簡化，分析得出高鐵軸承實際運行的流場粉塵分布，確定實現(xiàn)其攪動循環(huán)的方案及分類。其次，建立流體模型，并采用ICEM對流體模型進行網(wǎng)格劃分進行初步分析。再次，通過對實現(xiàn)攪動循環(huán)的內(nèi)置風(fēng)扇空間布置、風(fēng)扇轉(zhuǎn)向、扇葉參數(shù)3個方面進行深入分類仿真模擬，分析其后處理的矢量、速度、流線等圖形，探討高鐵軸承粉塵箱內(nèi)氣固雙相流穩(wěn)態(tài)下的攪動循環(huán)的變化規(guī)律，對比得出更接近高鐵軸承實況的攪動循環(huán)方案，使被測軸承在粉塵箱內(nèi)處于最

3、接近實況的流體狀態(tài)。最后，對穩(wěn)態(tài)下不同粒徑和不同風(fēng)扇轉(zhuǎn)速條件下的粒子進行追蹤分析，以粉塵顆粒能較均勻的運動與軸承周圍和為指標，總結(jié)出粉塵顆粒和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律對內(nèi)攪動循環(huán)流場的影響，作用于粉塵箱結(jié)構(gòu)設(shè)計，再對仿真分析的瞬態(tài)做補充分析。
　　分析表明本文基于 SST湍流模型流體理論基礎(chǔ)和采用 CFX軟件，能較系統(tǒng)直觀的分析出軸承粉塵箱內(nèi)氣固雙相流在不同分類方案下的流體粉塵分布，研究結(jié)果表明當粉塵箱為圓柱形、壁面較光滑時，4臺風(fēng)扇距