為了精準(zhǔn)地探究微粒在發(fā)動(dòng)機(jī)慣性粒子分離器中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,展開(kāi)了顆粒撞擊壁面的試驗(yàn),并基于試驗(yàn)獲得的反彈特性規(guī)律建立反彈模型,對(duì)粒子分離器內(nèi)的氣固兩相流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值仿真。設(shè)計(jì)的試驗(yàn)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單顆粒子撞擊板面,撞擊角度在10°至80°范圍內(nèi)變化,撞擊前后的速度矢量由高速攝影儀拍攝并后處理獲得。試驗(yàn)結(jié)果證明,不規(guī)則形狀顆粒的反彈特性采用平均值和偏差共同表征更為準(zhǔn)確。切向恢復(fù)系數(shù)分布則隨著撞擊角度增加更加集中,法向恢復(fù)系數(shù)趨勢(shì)相反。法向恢復(fù)系數(shù)呈正偏態(tài)分布。不同材料壁面的恢復(fù)系數(shù)相對(duì)分布范圍主要受粗糙度影響。切/法向恢復(fù)系數(shù)分別在撞擊角度接近法/切向時(shí)會(huì)超過(guò)1。采用標(biāo)準(zhǔn)k-?模型及DPM模型對(duì)慣性粒子分離器內(nèi)氣固兩相流場(chǎng)進(jìn)行仿真,根據(jù)反彈試驗(yàn)結(jié)果,編寫嵌入式用戶自定義函數(shù)實(shí)現(xiàn)不同粒徑顆粒的概率性反彈。數(shù)值仿真結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果較吻合,證明了反彈模型及仿真手段的可靠性。同時(shí)獲得了反彈特性,材料以及分離器型面對(duì)粒子分離器效率的影響。結(jié)果顯示:法向恢復(fù)系數(shù)減小和切向恢復(fù)系數(shù)增加不利于大粒徑顆粒分離效率提高,切向恢復(fù)系數(shù)過(guò)小或者法向恢復(fù)系數(shù)過(guò)大會(huì)增加顆粒在分離器內(nèi)反彈次數(shù)使分離效率波動(dòng)。外殼體中部型面越外擴(kuò),清除流總壓恢復(fù)系數(shù)越小;主流總壓恢復(fù)系數(shù)先增加后減小;AC粗塵和C級(jí)砂的分離效率均先增加后減小。中心體前端型面外擴(kuò)時(shí),主流總壓恢復(fù)系數(shù)增加,清除流總壓恢復(fù)系數(shù)降低。AC粗塵的分離效率下降,C級(jí)砂的分離效率先上升后下降。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V275.1
【部分圖文】：

圖 1.1 慣性粒子分離器中的粒子軌跡彈特性還可用于顆粒撞擊壁面的磨蝕預(yù)測(cè)[7]。航空發(fā)對(duì)葉片的磨蝕，以及其他重要部件的磨蝕情況都影響式慣性粒子分離器的研究主要采用試驗(yàn)與數(shù)值仿真相對(duì)延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命具有重要意義。建立精確的顆粒性能進(jìn)行研究對(duì)提高直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命和可靠性非反彈國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀象在航天、化工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都普遍存在。在進(jìn)行粒器的分離效率，粒子軌跡的模擬十分重要。其中，粒重要因素。以往學(xué)者的研究證明不規(guī)則形狀的粒子的，因此研究不規(guī)則形狀粒子的分布特性具有一定意義狀oldsmith W 等[8][9]建立了經(jīng)典剛體理論。該理論建立在

粒子反彈特性及粒子分離器性能研究第二章 顆粒撞擊壁面反彈試驗(yàn)探狀顆粒撞擊壁面的機(jī)理，并獲得顆粒撞擊壁面前供更加精準(zhǔn)的反彈恢復(fù)系數(shù)。本章設(shè)計(jì)了粒子-壁程，并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中。采用自編的 Matlab 程序的速度矢量，獲得了顆粒撞擊壁面的反彈恢復(fù)系斜撞擊反彈模型中對(duì)顆粒的反彈特性進(jìn)行了公式推圖 2.1 為粒子碰撞壁面反彈過(guò)程的示意圖，壁面面上停留-離開(kāi)壁面的過(guò)程。

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文反彈角為 r（反彈速度矢量與法線的夾角），Vti，Vni分Vnr分別為反彈速度 Vr的切向及法向分量。在分析反彈過(guò)程時(shí)存在一定的缺陷。Kruggel-Emden H反彈過(guò)程，考慮了碰撞過(guò)程中的變形等。這種模型將壁尼模型。而在切向上，采用有庫(kù)倫限制的彈簧模型。即變形恢復(fù)力，變形恢復(fù)力達(dá)到臨界值便發(fā)生滑移，此的影響。
【參考文獻(xiàn)】

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1 徐義華;張燕海;楊玉新;曾卓雄;胡春波;;粒子侵蝕模型及粒子侵蝕下絕熱材料燒蝕數(shù)值計(jì)算[J];固體火箭技術(shù);2015年01期

2 王麗紅;冉兵;坎雜;李成松;;加工番茄籽碰撞接觸恢復(fù)系數(shù)的試驗(yàn)[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年01期

3 吳鐵鷹;趙夢(mèng)熊;;顆粒-壁面碰撞建模與數(shù)據(jù)處理[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);2014年04期

4 黃河峽;曾平君;譚慧俊;杜沫辰;孫姝;陳偉;李光勝;;直升機(jī)/粒子分離器一體化流場(chǎng)特性:第二部分槳盤載荷的影響[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2014年04期

5 曾平君;孫姝;黃河峽;杜沫辰;陳偉;譚慧俊;李光勝;;直升機(jī)/粒子分離器一體化流場(chǎng)特性:第一部分前進(jìn)比的影響[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2014年04期

6 王成軍;李耀明;馬履中;馬征;;小麥籽粒碰撞模型中恢復(fù)系數(shù)的測(cè)定[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2012年11期

7 徐義華;胡春波;李江;;炭化層對(duì)粒子反彈系數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2011年01期

8 吳恒剛;王鎖芳;;整體式粒子分離器數(shù)值模擬[J];航空學(xué)報(bào);2007年05期

9 葉靜;胡柏安;熊焰;;渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)葉片粒子分離器流道設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代機(jī)械;2007年02期

10 葛滿初;固體粒子通過(guò)不同傾角槽道的流動(dòng)特性研究[J];力學(xué)與實(shí)踐;2002年06期

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1 吳恒剛;無(wú)葉片整體式粒子分離器性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2840659