防冰慣性級設計與性能研究.pdf

1、當遇到寒冷氣候，并且海面上存在大量過冷水滴時，作為一般常用濾清器的第一級慣性級，首當其沖會遭遇積冰的影響。如果遇到長時間在如此惡劣環(huán)境下工作，進氣口流道甚至會發(fā)生嚴重性堵塞，所以有必要研究帶有防冰性能的慣性級。 設計依靠熱氣防冰的慣性級，必須滿足在常態(tài)(無結冰情況)時過濾效率達到燃氣輪機進氣要求，在保證進氣過濾效率達到要求的前提下盡可能減小阻力損失。在滿足上述要求的同時考慮結冰態(tài)(進氣中含有大量過冷水滴)情況，保證慣性級進氣口以

2、及流道內部不結冰，防止疏水槽由于結冰而喪失疏水功能，防止排水口由于結冰而導致堵塞。 在此前提下本文主要進行了以下幾個方面的工作： 1．以一般防冰設備的實現(xiàn)手段為出發(fā)點，結合普通慣性級的結構特點，設計出幾種具有防冰性能的慣性級模型。通過考察其干態(tài)時的阻力特性以及濕態(tài)時的液滴過濾效率特性，選擇其中比較滿意的模型對其進行防冰性能的進一步研究。 2．以雷諾平均N-S方程為控制方程，選擇標準κ-ε模型為湍流模型，用離散相模

3、型(DPM)對本文所設計的多個防冰慣性級進行氣液兩相流流場的數(shù)值模擬。針對每一個模型的具體結構特點，深入分析其結構特征對阻力損失的影響，為以后的優(yōu)化設計提供指導；對模型兩相流場中的水滴濃度分布隨顆粒直徑、進氣速度變化而變化的特性進行深入分析，了解其過濾效率特性。 3．利用多連續(xù)介質模型在歐拉坐標系內建立空氣與過冷水滴的氣液兩相流控制方程，模擬計算了慣性級通道內的過冷水滴運行軌跡，并通過局部水收集系數(shù)的定義公式推導出適用于歐拉算法