基于CFD技术的迷宫式油气分离器优化设计

CFD技术 迷宫式 油气分离器 优化设计

第37卷　第3期2008年6月小型内燃机与摩托车

SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEVol.37No.3

Jun.2008

基于CFD技术的迷宫式油气分离器优化设计

刘宇恒　郝志勇　贾维新

(浙江大学机械与能源工程学院　浙江　杭州　310027)

摘　要:应用计算流体动力学软件FLUENT对汽车发动机气门室罩内的迷宫式油气分离器进行三维两相流场和油滴颗粒分离效率的数值模拟。通过计算四种分离器结构参数(出口位置、出口直径、V型槽间距和V型槽宽度)下的分离器的分离效率和压降损失,分析了各参数对分离效率的影响,得到分离器性能的规律性结论和分离器的最佳结构参数,用于指导迷宫式油气分离器的设计。关键词:迷宫式分离器　CFD　数值计算　优化设计

中图分类号:TK402　　　文献标识码:A　　　文章编号:1671-0630(2008)03-0050-OptimizationDil

DTechnique

LiuYuheng,HaoZhiyong,JiaWeixin

DepartmentofMechanicalandEnergyEngineering,ZhejiangUniversity(Hangzhou,310027)

Abstract:TheComputationalFluidDynamicssoftwareFLUENTwasusedtosimulatethe32Dtwo2phaseflowandcalculatetheseparationefficiencyofair/oillabyrinthseparatorsinthevalvechambercoverofcarengines.Bycalculatingtheseparationefficienciesandthepressuredropofvariousseparatorswithfourdifferentstruc2turalparameters(outlet’sdiameter,outlet’sposition,spacingandwidthofV2grooveseparator),theireffectonseparationefficiencyhasbeenanalyzed,soaregularconclusionforseparatingperformanceandthebeststruc2turalparametersofseparatorhavebeenobtained,feasibletoguidethedesignofthelabyrinthseparator.Keywords:Labyrinthseparator,CFD,Numericalsimulation,Optimizationdesign

引言

当汽车发动机工作时,气缸内会有“旁通气体”(blow-bygas)经活塞环由气缸窜入曲轴箱内。这些

分离器、惯性撞击式分离器和静电分离器等

[2]

。本文

根据两相流体力学的基本理论,对某发动机气门室罩内的迷宫式油气分离器应用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT进行分离效率的数值仿真计算。通过调节分离器的几种结构参数,分析这些参数对分离器的分离效率和压力降低损失的影响,由此得出在某一工况下的规律性特点,进而用于分离器的优化设计。这样,可以缩短研制时间,降低设计成本,提高设计质量,具有传统的实验设计方法不可比拟的优越性

[3-4]

离开气缸的“旁通气体”会将滞留在活塞和缸套表面的油膜和油滴带入气流,通过进气系统,进入燃烧室再次燃烧。但是,由于机油不能完全燃烧,会对排放指标产生负面影响。因此,为了满足日益严格的排放法规的要求,必须将机油从曲轴箱气体中分离出来

[1-2]

。

根据分离装置的物理性质,可将他们分为凝聚式

。

作者简介:刘宇恒(1983-),男,硕士研究生,从事内燃机噪声控制及现代设计方法的研究。

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