火花熄灭消声器性能数值仿真与实验研究

摘要

火花熄灭消声器是一种安装在内燃机排气管路中,允许排气流通过,且阻止排气流内的火焰、火花喷出及噪声传播的安全装置,适用于易燃易爆重点防火单位。
　　 本文采用Fluent软件中的标准κ-ε湍流模型和离散相(DPM)模型对消声器内气粒两相流动情况进行数值计算研究,通过建立的模型和边界条件计算气相流动情况并对气相流场进行全面分析,得出了消声器内部不同位置轴向速度、径向速度和周向速度的分布规律,并且进一步分析了消声器入口速度对压力损失的影响;利用双向耦合拉格朗日法追踪颗粒运动轨迹,揭示了消声器内部的火花熄灭机理,讨论实验工况、实际工况和不同结构时操作参数对火花熄灭效率的影响。
　　 设计并搭建火花熄灭效率和压力损失测量实验台架,将实验测量结果和数值计算结果进行了比较,结果表明两种方法所得的压力损失结果十分接近,从而验证了数值计算方法的正确性。测量和计算所得到的火花熄灭效率具有相同的变化趋势,但是结果稍有不同,可知数值计算方法在气粒两相流的计算方面仍然存在一定的误差。
　　 采用SYSNOISE声学软件中的有限元法计算分析消声器内部声场,求解消声器的传递损失,并且讨论了不同结构对传递损失的影响。设计并搭建消声器声学性能测量实验台架,合理布置声源及传声器,应用两负载法测量消声器的传递损失,测量结果与预测结果吻合较好,表明所采用的实验测量方法是正确的。