航空发动机用动压式油气分离器性能研究
油气分离器的分离效果
油气分离器常见结构分离效果分析摘要：通过介绍油气分离器在喷油螺杆压缩机中的作用，比较分析了油气分离器的进气管及内置附件的结构设计对油气分离效果的影响，得出了一种较为合理的结构形式，能更好地达到油气分离的目的，并在实际应用中取得了良好的效果。
1 油气分离器的作用在喷油螺杆压缩机中，油气分离器能分离压缩空气中的润滑油。
因为在压缩气体时，一些油同时被喷入压缩机的齿间容积中，因而形成了油气混合物。
为了确保压缩气体的质量，必须利用油气分离器来分离压缩空气中多余的油，同时将分离出来的润滑油循环利用。
2 油气分离效果在喷油螺杆压缩机中形成了压缩气体和润滑油的混合物，其中润滑油是以气相和液相两种状态存在的。
气相润滑油是油气混合物在一定的温度和压力下由液相润滑油气化形成，但气相油在油气混合物中的比例很少，而液相油占的比例较多。
液相油的油滴直径大部分在1 m 以上，少量的油滴直径在0．O1～1 m之间。
由于油气混合物的流速不是很快，油滴受重力作用，大的油滴都落人油气分离器的底部，然后通过回油管道再循环利用；小直径的油滴长时间悬浮在压缩空气中，不能靠自身的重力作用而落人油气分离器的底部。
油气分离器的作用是将这些小油滴从压缩气体中分离出来，从而使排出的压缩空气中油的含量在0．003％0之内。
因而，油气分离器的性能好坏直接影响喷油螺杆压缩机排出的压缩气体的质量。
喷油螺杆压缩机中压缩空气的含油量不仅与油气分离器的滤芯质量有关，而且与油气分离器的进气管及内置附件的结构设计有关。
油气分离器采用的油气分离有两级：一级分离是机械碰撞分离，是指油气混合物通过碰撞油气分离器的内置附件，在自身重力作用下，或通过油气分离器的进气管及内置附件产生的离心力作用，将油气混合物中1 脚以上的大直径油滴分离出来，落入油气分离器的底部；二级分离是油滴聚结再分离，它是指油气混合物以较慢的速度进入油气分离器的滤芯，将直径在1 m以下的较大直径油滴先在滤芯表面过滤出来，较小直径的油滴在进入滤芯内部后亲和聚结为直径较大的油滴，并在自身重力作用下落入油气分离器的底部。
某型航空发动机油气分离器内两相流动数值模拟
某型航空发动机油气分离器内两相流动数值模拟贾春强;徐让书;马前容【摘要】本文利用离散相模型(DPM)和雷诺应力模型(RSM)对某型航空发动机油气分离器进行了数值模拟,得到了流动速度场和油滴运动轨迹.通过对模拟结果的分析,揭示了油气分离的机理,并计算出了分离效率,这对航空发动机油气分离器的优化设计具有重要参考价值.【期刊名称】《燃气涡轮试验与研究》【年(卷),期】2010(023)001【总页数】5页(P47-50,14)【关键词】油气分离器;数值模拟;DPM模型;气液两相流【作者】贾春强;徐让书;马前容【作者单位】中国燃气涡轮研究院,四川,江油,621703;沈阳航空工业学院,辽宁,沈阳,110034;中国燃气涡轮研究院,四川,江油,621703【正文语种】中文【中图分类】V231.31 引言在各种现代工业应用中，油气分离器具有重要的作用，例如可通过油气分离器分离混合气中的润滑油以使其循环利用等。
油气分离器内的流动属于气液两相流动，各相存在相互作用，在气相湍流流动的作用下，液相的运动在空间和时间上呈现随机性。
对于这种复杂的瞬态三维两相流动问题，完整的解析解无法导出。
目前，两相流动数值模拟的算法有两种类型：欧拉-欧拉方法和欧拉-拉格朗日方法[1]。
分离器内液相的体积分数一般小于10%，可采用离散相模型（DPM）进行模拟，该算法属于欧拉-拉格朗日方法，即采用欧拉方法描述气相流动，采用拉格朗日方法描述液相运动。
本文对某型航空发动机离心油气分离器内的气液两相流动进行了模拟研究，计算了气液两相混合物在分离器内的速度场和油滴的运动轨迹，分析了油气分离效果，可为航空发动机油气分离器的油气分离规律研究及优化设计提供参考。
2 控制方程气相流体为空气，采用理想气体状态方程。
气相流动的控制方程包括连续方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
连续方程：式中：ρ为流体密度；是流体速度矢量；Sm为液滴蒸发进入气相的质量，本文不考虑油滴的蒸发，因此这一项为0。
油气分离缓冲器研究报告
油气分离缓冲器研究报告
油气分离缓冲器是一种常见的设备，用于将液体和气体进行有效分离，并减少管道系统中的液体冲击。
这种设备在石油、天然气和化工行业等领域中非常重要。
在研究报告中，我们可以对油气分离缓冲器进行不同方面的研究，包括设计原理、工作过程、性能评估等内容。
以下是一些例子：
1. 设计原理：这部分可以介绍不同类型的油气分离缓冲器的设计原理，例如重力式、离心式和旋流式等。
解释每种类型的工作原理和适用范围。
2. 工作过程：详细描述油气分离缓冲器在实际运行中的工作过程。
包括气体和液体通过设备的路径、分离效果和分离效率。
3. 性能评估：对油气分离缓冲器的性能进行评估。
可以使用现场实验或模拟模型来分析设备的分离效果、处理能力和流量压损等。
4. 设备优化：根据对油气分离缓冲器的研究结果，提出改进设备性能和效率的建议，例如优化设计参数、增加辅助设备等。
5. 应用案例：介绍实际应用中的油气分离缓冲器案例，说明其在解决液体冲击和提高系统可靠性方面的效果。
在进行油气分离缓冲器研究报告时，需要引用相关的文献和数
据，以支持研究结果和结论。
同时，也可以考虑与相关领域的专家和从业者进行讨论，获取更多的实践经验和见解。
最后，对研究结果进行数据分析和总结，并提出进一步研究方向的建议。
某缸内直喷发动机油气分离模拟分析及实验验证
某缸内直喷发动机油气分离模拟分析及实验验证
胡景彦;苏圣;吴丰凯;洪进;吴孟军
【期刊名称】《液压气动与密封》
【年(卷),期】2012(032)010
【摘要】该文使用CFD仿真分析软件对某缸内直喷发动机油气分离器内气液两相流场进行了数值模拟,分析了三种不同结构(改进前后)迷宫式油气分离器的流动分布、压力损失,采用离散模型模拟油滴粒子喷射,假定油滴粒子与壁面碰撞后即被捕捉,进而得出不同直径油滴的油气分离效率,并设计了一个简单而有效的试验方法对油气
分离器分离效率间接进行验证.结果表明,采用CFD软件模拟计算方法能够计算出油气分离器油气分离效率,获得的结果反映了流动本质,根据所需要的油气分离效率优
化设计油气分离结构,满足最终产品要求.
【总页数】5页(P38-42)
【作者】胡景彦;苏圣;吴丰凯;洪进;吴孟军
【作者单位】德来特技术有限公司,浙江宁波315000;德来特技术有限公司,浙江宁
波315000;德来特技术有限公司,浙江宁波315000;德来特技术有限公司,浙江宁波315000;德来特技术有限公司,浙江宁波315000
【正文语种】中文
【中图分类】TK411
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1.发动机油气分离模拟分析及试验验证 [J], 李一鹏;邱学军
2.摩托车发动机油气分离器模拟分析及试验验证 [J], 林树军;江加凯;邓定红;洪莲
3.4G15D缸内直喷发动机油气分离模拟分析及试验验证 [J], 胡景彦;苏圣;吴丰凯;洪进;吴孟军
4.缸内直喷发动机油气分离器模拟分析及试验验证 [J], 胡景彦;苏圣;吴丰凯;洪进
5.某汽油机油气分离器模拟分析及试验验证 [J], 冯玮玮;张超;刘芯娟;候文娟;常耀红;
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基于CFD方法的某发动机油气分离器的性能分析
２ ０ １ ７年 ｌ ２月
内燃 机
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｎａ ｒ ｌ Ｃｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｓ
Ｎｏ ． ６ Ｄｅ ｃ ． ２０１ ７
基于 Ｃ Ｆ Ｄ方法 的某发 动机油气 分 离器 的性 能 君
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基于气泡轨迹模型研究动压式油气分离器的分离性能
基于气泡轨迹模型研究动压式油气分离器的分离性能摘要：本文探讨了基于气泡轨迹模型研究动压式油气分离器的分离性能。
研究中，通过数值模拟和试验验证，将在不同的油气流量、温度、动压等条件下，分离器的运行特性研究到了深入的细节。
计算结果表明，当油气分离器的内部参数稳定时，动压分离器可以更有效地实现油气分离。
此外，为了更准确地分析分离器的性能，研究还提出了一种新的优化模型，可以更好地衡量分离器的性能。
关键词：动压式油气分离器；气泡轨迹模型；分离性能；优化模型正文：1. 研究背景油气分离器在石油和天然气的生产、提炼和运输过程中起着至关重要的作用。
由于油气分离器的性能对石油和天然气的生产开采有着直接的影响，因此研究其分离性能及其影响因素十分重要。
气泡轨迹模型在流体力学计算领域具有广泛的应用，因此本文首先对油气分离器的性能进行了数值模拟，以便更准确的分析其分离性能。
2. 模型和算法在本文中，我们采用了基于气泡轨迹模型的数值模拟方法，以研究动压式油气分离器的分离性能。
数值模拟的步骤如下：(1) 根据实际情况，使用数据输入法计算分离器的内部参数；(2) 使用动压分离器的计算公式和实验数据计算分离器的分离性能；(3) 使用数值模拟算法计算动压分离器的分离性能；(4)用拟合方法拟合计算结果，并将拟合结果转换为优化模型，用于分析分离器的性能。
3. 结果分析计算结果表明，随着油气流量、温度和动压等参数的变化，动压分离器的性能也会发生变化。
当流量增大时，油气分离器的分离性能会降低，而油气温度升高时，油气分离器的分离性能也会相应提高。
此外，为了更准确地分析油气分离器的性能，研究中还提出了一种新的优化模型，可以更准确地衡量油气分离器的性能。
4. 结论本文利用气泡轨迹模型研究动压式油气分离器的分离性能。
实验结果表明，动压式油气分离器的性能在不同的内部参数和运行条件下的差异性，可以更有效地实现油气分离。
此外，研究还提出一种新的优化模型，用以更准确地衡量分离器的性能。
航空发动机油气分离器和离心通风机的参数化设计
分类号 UDC
密级
学位论文
航空发动机油气分离器和离心通风机的参数化设计
作 者 姓 名 ： 刘庆达
指 导与自动化学院
申请学位级别： 硕士
学 科 类 别 ： 工学
学 科 专 业 名 称 ： 机械设计及理论
论文提交日期： 2008 年 5 月 论 文 答 辩 日 期 ： 2008 年 7 月
1.1 课题背景 ........................................................................................... 1 1.2 相关领域的发展 ................................................................................ 2
Parameterized design；Secondary development
-IV-
东北大学硕士学位论文
目录
目录
独 创 性 声 明 ........................................................................................... I 学位论文版权使用说明书 ..............................................................I 摘 要 ......................................................................................................II ABSTRACT ...................................................................................... III 第 1 章 绪 论 ..................................................................................... 1
航空发动机滑油泵性能稳定控制技术研究
航空发动机滑油泵性能稳定控制技术研究摘要：随着中国航空发动机技术快速发展,对滑油泵的研究也非常越来越深入,尤其是对发动机滑油泵高空性能的分析，航空发动机机械系统中最重要的一个系统就是滑油系统，本文提出了可靠性改进工作及有效的改进方法和控制策略，为解决类似油泵故障问题提供了参考性建议。
关键词：航空发动机；滑油泵性能稳定；控制技术引言某些类型的航空发动机是中国目前使用发动机的主要动力总成，其使用功能直接影响飞机的使用性和安全性。
机油系统是航空发动机的重要系统之一，主要是为了提供润滑油。
为了满足要求，确保运动部件的摩擦面之间相互润滑，减少部件的摩擦和磨损阻力，并消除由摩擦产生的热量和磨损产物。
在使用发动机的过程中，机油系统更加频繁。
当机油系统无法正常运行时，可能导致发动机自动减速或停止，严重的话也可能引起重大的机械损失事故。
一、滑油系统的具体概述润滑油系统的作用是，将具有足够黏度和适当黏度的清洁润滑油持续喷洒在轴承和齿轮的齿面上，以减少磨损，清除摩擦产生的热量和灰尘。
现代航空发动机润滑油系统大多采用循环系统。
根据发动机的结构特点和设计部门的经验，不同发动机的布局和组成可能有很大不同，但系统必须包括三个主要部分及其组成：供油、回油和通风，但是功能基本相同。
第一，供油系统；发动机工作时，油箱中的机油被进气泵抽出，压力升高，然后被送到机油滤清器中，过滤的机油通过数个油道进入轴承和驱动部件，以进行润滑和冷却。
第二，回油部分；高温润滑油经润滑后，带着大量空气流入各油底壳，由各回泵抽提后送至油气分离器。
从气体中除去的润滑剂被送到燃料散热器中冷却，最终返回到收集槽中。
第三，通风部分；在发动机运转过程中，由于喷嘴的喷射、飞溅和热量，机油可能会部分蒸发，而一些压缩空气可能会通过油封进入系统，导致机油混合过程中积聚大量机油。
润滑在冷却时会没有效果，甚至会导致系统中的气体堵塞。
此外，润滑油蒸汽积聚越多，压力越高。
因为燃油密封不良，所以必须清除这些燃油蒸汽。
车用发动机油气分离器的数值模拟研究
１ 油 气 分 离器 的构造
一
的性 能 。然 而 ， 窜 气 中含 有 大量 的机油 颗 粒 ， 如果 不经 过分 离 直 接 进 人 缸 内燃 烧 ， 会 显 著 加 大 机 油 般来 讲 ， 油 气 分 离 器 内部 主 要 是 通 过 离 心
油气分 离效 率进行 了数值模拟研究 。另外 ， 又针对性地设计 了 ４组 对 比方 案来探讨 多孔 过滤板个 数 、 多孔过 滤 板上孔 的个 数 、 多孔过滤板上孔 的直径 和窜气 人 口孔的个数等 ４个主要结构参数对油气分离器系统 压降和 系统 分离效率两大特性 的影响 。
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｂ ｙ ｉ ｒ ｎ ｔ ｈ ｏ ｉ ｌ ｇ ａ ｓ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ａ ｇ ａ ｓ ｏ ｌ ｉ ｎ ｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｃ Ｆ Ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ －
离器 进行 了流 动特 性 和 油气 分 离特 性 的数值 模 拟 研 究 。在 此 基 础 上 ， 又设 计 了 ４款 改 进 油 气 分 离 器 的设 计 参 数 对 其性 能 的影 响 。
轴箱 通 风系 统 的重 要 组 成 部 分 ， 如 果 窜 气 经 过 油
车 用 发 动机 油 气 分 离 器 的 数 值 模 拟 研 究
丁 宁 信 曦 张小 矛 陈 明 徐 政 李 建 国 杨 洋
２ ０ １ ８ ０ ４ ） （ 上海汽车集团股份有限公司技术 中心 ， 上海
【 摘要 】 应用 Ｃ Ｆ Ｄ 分析软件研究了 某汽油机迷宫式油气分离系统。 重点对其原设计方案的流动特性和
某车用发动机迷宫式油气分离器的数值模拟分析
某车用发动机迷宫式油气分离器的数值模拟分析牛彩云;陈浩平;叶燕帅【摘要】通过气液两相流的数值模拟与计算,得出了迷宫式油气分离器速度、压力分布规律、不同油滴颗粒直径分离效率和加权分布效率.另外,根据不同粒径油滴粒子的运动轨迹,总结出了粒子流动特性,为迷宫式油气分离器结构改进提供了技术支持.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P54-55,57)【关键词】发动机;油气分离;CFD;分离效率【作者】牛彩云;陈浩平;叶燕帅【作者单位】广西科技大学,柳州 545005;柳州五菱柳机动力有限公司,柳州545005;广西科技大学,柳州 545005【正文语种】中文随着六阶段油耗和排放法规实行，机械对传统发动机性能要求越来越严格。
曲轴箱强制通风作为影响发动机性能和排放特性的关键因素，对曲轴箱通风系统性能提出了巨大考验。
油气分离器是曲轴箱强制通风系统的关键组成部分，会直接影响发动机的动力性、经济性、可靠性和排放性[1]。
因此，油气分离器的设计是改善发动机性能的重要途径之一。
若窜气流动阻力较大，会降低发动机性能；若发动机窜气中的机油不经分离器分离直接进入气缸内参与燃烧，不仅会增加机油消耗量，而且会产生积碳，微粒排放大大增加。
因此，设计工程师在设计油气分离器时，既要考虑气相状态流体流动特性，又要保证液相状态下的油气分离效率。
本文主要应用流体分析软件AVL FIRE，采用CFD数值模拟方法针对某款柴油机迷宫式油气分离器进行流动特性和油气分离效率数值模拟分析。
1 油气分离器的结构迷宫式油气分离器主要集成在气缸盖罩内，气缸盖罩的主要功能是密封气缸盖，同时还兼具加油口的功能。
迷宫式油气分离器内部是曲轴箱通风的主要通道。
由于四缸发动机气缸盖罩内空间非常有限，因而油气分离器布置在气缸盖罩上面，主要由进出气口、回油孔、气缸盖罩迷宫、入口挡板和隔板组成，如图1所示。
图1 油气分离器结构迷宫式油气分离器主要是利用气液两相的密度不同来实现分离。
航空发动机油气分离器不平衡故障的振动分析与状态监控
航空发动机油气分离器不平衡故障的振动分析与状态监控吴剑;金波
【期刊名称】《失效分析与预防》
【年(卷),期】2015(000)002
【摘要】为实现航空发动机附件的振动分析和状态监控，分析了油气分离器的典型故障模式，简述了振动分析方法相对传统油液分析方法的优点及其必要性与可行性，研究了油气分离器振动测试的发动机试车过程中数据采集方法，以及以频谱分析为核心的数据处理方法工程实现流程，给出了预先处理、详细处理和最后处理各功能单元的原理和算法。
实例分析证明，该方法可从试车过程中高噪声的混合振动信号中有效提取出0.165 mm/s的微弱设备振动速度分量，从而对设备的故障状态进行有效监控。
【总页数】6页(P96-101)
【作者】吴剑;金波
【作者单位】南昌航空大学信息工程学院，南昌330063;南昌航空大学信息工程学院，南昌330063
【正文语种】中文
【中图分类】TP206;V233.3
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1.大数据挖掘分析在航空发动机状态监控与故障诊断中的应用 [J], 旷典;付尧明;房丽瑶
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航空发动机用动压式油气分离器性能研究动压式油气分离器是小型航空发动机滑油系统中的重要部件,是一种利用离心力对油气混合物进行分离的装置,具有结构简单、空间紧凑、效率相对较高等优点,对其性能的研究是国内外的前沿问题之一。
因分离器内部为三维强旋湍流,伴随着气液两相分离,涉及到气泡的破碎、铺展与聚合等复杂的流动过程,对其流动机理和性能分析的研究相当困难,尚未从整体上提出描述分离器性能的数学模型。
本文结合动压式油气分离器的工作原理和工作条件,采用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法对分离器性能进行系统的研究。
首先,设计并搭建了小型动压式油气分离器性能测试实验系统,对4种不同结构形式实验模型进行了系统研究,通过对所得实验数据的整理和分析,给出了最佳结构组合形式;论文提出容积法测量分离效率,分析了筒体直径、筒体长度、入口倾斜角和出气管长度等因素对分离器性能的影响规律。
研究结果表明:内嵌式出气管与切向出油管相结合的结构形式可获得较优的分离性能;入口倾斜角、长径比、出气管长度和直径均存在最佳取值,可使分离器性能最优。
其次,采用理论分析的方法建立了动压式油气分离器内的气泡运动轨迹模型,分析了流量、切向速度和筒体直径对分离性能的影响规律。
研究结果表明:进口处滑油切向速度的增大有助于提高分离性能,但当其增大到一定程度时,分离性能提高速度减缓;当平均轴向速度较小时,流量增加对离心力的影响大于对气泡停留时间的影响,分离效率随滑油流量的增大而升高,但当平均轴向速度较大时,流量的影响则相反;在一定流量范围内确定了分离性能最优时的筒体直径。
再次,利用数值模拟手段对动压式油气分离器内的两相流场进行了详细研究,分析了3种工况参数和6种结构参数对动压式油气分离器性能
的影响。
研究结果表明:分离器内部存在多处局部二次流现象,滑油流量不影响分离器流场结构;造成分离器内部压力降低的主要因素为筒体内部的摩擦损失、旋转耗散和出气管的突缩结构;随着温度的升高,分离器筒底循环流由单涡结构逐渐转变为双涡结构,分离性能增强;随着油气比的增大,分离器筒底循环流由双涡结构逐渐裂变为三涡结构,内部旋转加强,气芯柱范围减小,分离效率明显改善;存在最佳的结构参数使得分离器的性能最优。
最后,基于量纲分析原理建立了动压式油气分离器的分离效率与阻力预测数学模型,分析了多元非线性拟合误差,并与实验数据对比验证了模型的准确性,研究表明本文建立的分离效率与阻力模型可在一定范围内准确预测动压式油气分离器的分离与阻力性能。