内燃机车空气过滤器性能研究

摘要

内燃机车需要在沙尘天气条件下安全运行,因此必须设计更为有效的分离沙尘的进气过滤器。直流式多管旋风过滤器是有效用于内燃机车的受到推荐的进气过滤器。本文利用数值模拟和实验方法对直流式多管旋风过滤器特性进行研究,以提高设计效率和设计质量,为新产品的研发提供参考。
　　 本文简要介绍了空气过滤器的基本类型、研究方法。以直流式多管旋风过滤器为研究对象,进行了8叶直流式旋风过滤器和4叶直流式旋风过滤器的结构设计。在确定了旋风过滤器数值模拟方法的基础上,利用FLUENT计算流体动力学专业软件对所设计的两种旋风过滤器分别进行了单管和多管流场的数值模拟。依照设计尺寸用有机玻璃制作了两种旋风子的实验模型,在风洞上进行了旋风子通流阻力特性和沙尘过滤效率实验。
　　 本文对于旋风子和多管旋风过滤器流场计算均采用了周期性边界条件,并都取得了良好效果,适当采用周期性边界条件是可取的。阻力特性数值计算与实验结果吻合良好,表明本文的旋风过滤器数值模拟方案具有一定的合理性和实用性。即使是旋风子这样的旋流分离器,标准κ-ε模型仍然可以给出较为准确的阻力特性。性能比较表明,旋风子采用螺旋叶片型式不失为一种好的选择。本文的研究方案具有可行性和有效性,为今后的过滤器性能优化工作打下了好的基础。