油電混合動力海洋機器人進氣管路設(shè)計有水氣分離功能的進氣集水箱。針對某海洋機器人原理樣機的進氣集水箱積水噴濺問題,利用CFX軟件對箱內(nèi)氣液兩相流作用機理進行數(shù)值模擬,確定水箱結(jié)構(gòu)不合理導致積水受高速氣流擾動,被氣流夾帶發(fā)生噴濺;設(shè)計一種折流式、氣液流場隔離的新型進氣集水箱,并對其進行氣液兩相流數(shù)值模擬,結(jié)果表明新進氣集水箱有效避免了高速氣流對積水擾動;利用Euler-Euler氣液兩相流模型進一步對新進氣集水箱水氣分離性能進行數(shù)值模擬,結(jié)果表明新進氣集水箱水氣分離效率達99.94%,達到了預(yù)期效果。試驗結(jié)果表明,數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果一致,數(shù)值計算模型正確。

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【部分圖文】：

圖1原進氣集水箱結(jié)構(gòu)

為原進氣集水箱結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。其水氣分離原理為重力沉降式，意外進入的海水在重力作用下沉降于集水區(qū)，而空氣從出氣口流出，中間隔板距水箱底部約2/3，遮擋進氣口投影面積約1/3，中間隔板用于避免積水受海浪搖晃，同時減緩空氣對積水的擾動。以柴油機滿功率運行時進氣量為研究工況，空氣流....

圖2原水箱積水噴濺仿真結(jié)果

原進氣集水箱積水噴濺仿真結(jié)果，如圖2所示。時間步1.99s時水的體積分數(shù)云圖，如圖2(a）所示。由圖中可知，箱內(nèi)積水受到擾動而發(fā)生晃動，進入中間隔板上層，向出氣口匯聚，結(jié)合圖2(c）出口水的質(zhì)量流量曲線，水的質(zhì)量流量大約0.5s時開始大于0，在1.1s時達到最大0.8kg/s，整....

圖3新進氣集水箱積水噴濺仿真結(jié)果

為新進氣集水箱積水噴濺仿真結(jié)果，如圖3所示。時間步2.42s時箱體水的體積分數(shù)云圖，如圖3(a）所示。由圖可知，相比原進氣集水箱，箱內(nèi)積水受氣流的擾動作用明顯減小，箱內(nèi)積水無明顯晃動，出口水的質(zhì)量流量曲線，如圖3(b）所示。出口水的質(zhì)量流量最大發(fā)生在1.2s，為2.4e10-5k....

圖4新進氣集水箱水氣分離仿真分析結(jié)果

為新進氣集水箱水氣分離仿真結(jié)果，如圖4所示。從圖4(a）、圖4(b）可以看出水滴在慣性作用下沿直線進入后擋板與空氣分離，而空氣在到達后擋板前發(fā)生折流，然后從出氣管流出，少量進入后擋板的空氣速度降為0。為水的體積分數(shù)云圖，如圖4(c）所示。水滴在進入后擋板與水箱法蘭蓋發(fā)生碰撞后匯聚....

本文編號：3940141