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高铁轴承试验台内气固双相流搅动循环的数值模拟
| 论文题名： | 高铁轴承试验台内气固双相流搅动循环的数值模拟 |
| 关键词： | 高铁轴承试验台;气固双相流;粉尘颗粒;数值模拟 |
| 摘要： | 高铁轴承试验台是高铁轴承各项性能参数进行测试和进行相关试验的重要设备，也是模拟高铁轴承实际工况条件的关键所在，研究掌握高铁轴承试验台是实现高铁轴承国产至关重要的一步。为更加准确的测试高铁轴承的性能，须建立高铁粉尘箱模拟高铁轴承实际运行状况，搅动循环是高铁轴承粉尘箱为模拟高铁轴承实况的一种流场状态，本课题即在搅动循环的基础上对高铁轴承试验台内气固双相流进行仿真分析。 首先，分析高铁轴承粉尘箱及气固双相流的国内外现状，结合实际工作条件及其内部结构，对粉尘箱的结构进行简化，分析得出高铁轴承实际运行的流场粉尘分布，确定实现其搅动循环的方案及分类。其次，建立流体模型，并采用ICEM对流体模型进行网格划分进行初步分析。再次，通过对实现搅动循环的内置风扇空间布置、风扇转向、扇叶参数3个方面进行深入分类仿真模拟，分析其后处理的矢量、速度、流线等图形，探讨高铁轴承粉尘箱内气固双相流稳态下的搅动循环的变化规律，对比得出更接近高铁轴承实况的搅动循环方案，使被测轴承在粉尘箱内处于最接近实况的流体状态。最后，对稳态下不同粒径和不同风扇转速条件下的粒子进行追踪分析，以粉尘颗粒能较均匀的运动与轴承周围和为指标，总结出粉尘颗粒和风扇转速的变化规律对内搅动循环流场的影响，作用于粉尘箱结构设计，再对仿真分析的瞬态做补充分析。 分析表明本文基于 SST湍流模型流体理论基础和采用 CFX软件，能较系统直观的分析出轴承粉尘箱内气固双相流在不同分类方案下的流体粉尘分布，研究结果表明当粉尘箱为圆柱形、壁面较光滑时，4台风扇距离被测轴承100mm布置在其对面420mm的圆周上彼此相邻两台转向相反时，扇叶倾角为60°、尺寸为130mm时能较理想的实现高铁轴承粉尘箱内的循环搅动，可以为高铁轴承粉尘箱的建立提供理论依据和数据参考。 |
| 作者： | 宋黎明 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 刘永刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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