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重型车空气滤清器的三维仿真分析与试验研究
| 论文题名： | 重型车空气滤清器的三维仿真分析与试验研究 |
| 关键词： | 数值模拟;重型车;空气滤清器;流场特性;三维仿真分析 |
| 摘要： | 空气滤清器位于发动机的进气端,其作用是滤除进入发动机的空气中的灰尘等杂质,是发动机的必备部件之一。重型车空气滤清器是专用于重型车、军用车或工程车等需要大进气量的发动机的滤清器部件。如何在不增加其进出口压力的情况下,最大限度的提高其过滤杂质的能力,一直以来都是滤清器行业的难题。本课题选择了目前流行的CFD数值模拟的方法对某款改进后的重型车空气滤清器进行三维仿真分析,详细模拟了其内部流场特性,得到了其压力场和速度场,为企业改进优化某重型车空气滤清器提供理论依据。 首先,本文介绍了国内外滤清器的行业现状,并介绍了国内外的重型车用空气滤清器的研究现状及国内空气滤清器的试验台架的研究进展,提出了本课题的研究目的和主要研究内容。 然后,采用经验设计手法设计了一款重型车空气滤清器,通过综合计算分析后确定了互相作用和影响的外壳参数、螺旋罩参数以及滤芯的参数设计,然后根据计算流体力学CFD的控制方程建立其数学模型,并比较分析后选用SolidWorks三维平台建立仿真几何模型,利用ANSYS ICEM软件生成其流场三维非结构化计算网格,应用多孔介质模型模拟纸质滤芯,并且在确定初值和边界条件后,采用流体力学仿真软件Fluent模拟其内部流动状态,并选择压力云图和速度分布图显示其压力场与速度场等分布规律。 最后,本文利用空气滤清器的性能测试台架进行重型车空气滤清器的相关技术参数的测试,包括流量-阻力试验、过滤效率试验和储灰能力试验,并与仿真计算结果进行了对比分析,对比仿真计算结果和试验研究的结果得出了结论:螺旋道的螺旋可以引起气流的旋流,将气流和气流中的灰尘等微粒杂质进行初始分离以提高空气滤清器的过滤效率,从而延长滤芯总成使用寿命、增加空气滤清器的保养里程,升级已装机空气滤清器总成等。另外,采用计算流体力学(CFD)进行滤清器的优化设计必将成为滤清器结构设计的一个重要手段。 |
| 作者： | 徐张红 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 陈红岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国计量学院 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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