基于CFD流场特性分析发动机进排气系统设计

简介

进排气系统是发动机重要的附属结构,对保证发动机正常工作具有重要意义。根据发动机进排气系统的结构特点,针对进气系统、排气系统、消声器等进行选型设计和结构设计;保证各部分结构满足发动机的压力和流量要求;采用理论分析计算、CFD建模仿真分析、试验台验证分析等相结合的方法进行设计分析。对排气管和消音器进行三维计算流体模拟仿真,得到速度场、压力场的分布图,并对设计关心的进出口压差进行计算;特别对消声器的穿孔板部分采用了多孔阶跃边界条件进行处理;采用试验方法对消声器设计进行验证。结果可知空滤器进气阻力(滤芯干净时)8英寸/237mm水柱高度;管道总阻力为2.079英寸/52.8mm水柱高度;单个最大流量是972.27L/s>904.5L/s,满足发动机要求;排气系统的排气管路和消声器总压损为3.52KPa,满足发动机排气背压要求;系统的CFD分析结果表明管道布局合理,无真空区和负压区,气流顺畅;试验结果表明,消声器消声效果最高可达40dBA;而达到发动机的排气流量流速时,压力损失为1869.12Pa,而设计值为1802.38Pa,二者的误差为3.72%,结果基本一致,表明设计结果可靠;为同类设计提供参考。