柴油机复式油气分离器设计与试验验证

设计了一款新型复式油气分离器,采用迷宫式结构作为粗滤组件、滤网作为精滤组件。设计开发了油气分离器部件性能试验台,通过正交试验设计方法设计多方案油气分离器,并基于部件试验台进行多方案性能试验测试。最终设计出满足要求的复式油气分离器,并通过整机试验验证其性能。结果表明,油气分离器综合性能影响因素由强到弱依次为滤网层数、滤网目数、过滤孔孔径、孔数、孔板间距。整机试验发现在300 L/min窜气量下分离效率达到了92.6%,压力损失小于3 kPa,满足发动机使用要求。

汽车油气分离器密封性检测设备的研制

车油气分离器的密封性是其最重要的性能指标之一,而合理有效的检测方法更能确保合格产品流向市场。本工作设计研制的汽车油气分离器密封性检测设备,采用通气试水法原理,结构简单,易于实现,操作简单、安全,且检测结果可靠。应用该检测设备对汽车油气分离器实施检测,可有效降低产品质量成本,提高顾客满意度。该检测设备的技术方案可为类似工艺及多孔塑料产品的密封性检测提供参考。

主动式油气分离器的构成和发展趋势

以发动机窜气为研究对象,介绍了窜气有效分离的五种方法,对比了两种主动式油气分离器的主要结构、功能和优势,分析了离心机式油气分离器的发展趋势。研究结果表明:曲轴箱通风系统的预分离器主要是撞击式油气分离器或离心式油气分离器;离心机式油气分离器适用于国六排放要求的车用油气分离器的精分离器;油驱式油气分离器根据客户需求可以进行集成化、模块化发展;电驱式油气分离器根据客户需求可以进行集成化、智能化和模块化发展;产品模块化主要是基于经济性为出发,同时满足不同客户的需求。

基于电机控制的主动式油气分离器的应用研究

为突破被动式油气分离器的局限性,提高1μm以下的小直径油滴分离效率,文章设计了一种基于电机控制的主动式油气分离器,该油气分离器集成了永磁同步电机电控技术,实现了油气分离器的启停控制、自我诊断、过压过载保护等功能。该主动式油气分离器通过电机驱动分离叶轮高速旋转,并在离心力作用和分离棉辅助下,实现气液两相分离的目的。试验研究表明,主动式油气分离器比被动式油气分离器的分离性能更加优秀;在油气分离器的转速为12 000 r/min和进气量为100 L/min的工况下,主动式油气分离器的最高分离效率达到了99.1%,机油携带量仅有0.149 8 g/h;同时通过试验指出了被动式油气分离器对小直径油滴的分离效果存在明显不足,并验证了主动式油气分离器对直径为0.5μm至0.6μm的油滴的分离效率达到了85.7%,其在对小直径油滴的分离性能上大幅领先于被动式油气分离器。

旋叶式压缩机油气分离器流场数值计算与试验

针对旋叶式压缩机油气分离器对小直径油滴分离效率较低的问题,提出了一种新型的二级油气分离管结构。基于SST k-ω湍流模型和DPM离散相模型,建立了油气分离器多相流数值模型,分析了流场速度分布与油滴运动轨迹,研究了离心式油气分离器分离效率的规律,提出了分离器结构改进的方案(即在分离器主排气管中增设二级分离管,增加油滴与壁面碰撞几率,进而增加油气分离效率);搭建了离心式油气分离器油滴标定试验台,开展了离心式油气分离器油滴分离试验研究。研究结果表明:新型二级分离管对各直径油滴分离效率均有提升,尤其对小直径油滴分离效率提升近20%,优化结果有效地解决了分离器对小直径油滴分离效果差的问题。

高强化柴油机迷宫式油气分离器结构影响研究

迷宫式油气分离器是重型柴油机油气预分离的主要设备,其性能直接影响柴油机排放达标度。基于CFD仿真在高窜气量下研究了迷宫式油气分离器主要结构参数对压力损失和分离效率的影响规律,包括过滤孔孔径、过滤孔板间距和过滤孔数量,并基于发动机试验台架对不同油气分离器的压力损失和分离效率开展试验验证。结果表明:在高窜气量条件下,对于以交错孔板进行分离的迷宫式油气分离器,对压力损失影响最大的是过滤孔板孔径,对分离效率影响最大的是过滤孔数量;在迷宫式油气分离器设计时应重点关注孔板开孔率。

合水油区自转防砂油气分离器应用效果浅析

在水平井开发中,伴随开发时间延长,井底流压发生变化,油井生产油气比逐渐上升,地层脱气、井筒气体影响造成地层供液能力下降、泵效下降,严重制约水平井高效开发。常用的封隔器式气锚无法满足部分高产、大油气比井的防气需要,为解决高沉没度水平井气体影响严重问题,对现有技术及工艺进行改良研究,使用自转防砂油气分离器,提高采收率,提高抽油泵效,现场试验取得一定效果。

某型号大缸径发动机油气分离器出气管淌油故障分析及改进

针对新设计的油气分离器出气管淌油故障,本次研究采取了增加预分离结构,同时改制现有滤芯的临时方案,有效保证了研发进度。进一步分析故障原因,发现新设计的滤芯模块存在回油不畅的风险,且滤芯内的滤网孔隙太大,加上观察窗位置混合气含油量大的不利因素,造成新设计油气分离器出气含油量达不到设计目标。提出了“迷宫式”油气预分离结构和“菱形滤芯”的两级油气分离方案,圆满解决了油气分离器出气管淌油故障,油气出气含油量达到设计目标。

国六柴油机油气分离器优化设计及试验研究

以6.7 L国六柴油机油气分离器为研究对象,分析其结构特点,并在原有油气分离器结构基础上对其进行优化设计。优化设计后的油气分离器采用计算流体动力学(CFD)有限元分析软件进行稳态压力及流速分析,并结合德国Topas油气分离试验台进行试验验证。结果表明:通过增加滤棉、缩小孔径、增加孔数等优化措施,实现了对油气分离器曲轴箱通风系统窜气机油携带质量流量小于1.0g/h的设计目标,使其排放达到了国六排放法规要求。

航空动压式油气分离器流场特性分析

动压式油气分离器因为其结构简单、可以内置于航空发动机内部等优点,广泛应用于航空航天领域中。因为两相流动过程中气泡或液滴的碰撞、破碎、聚合等行为非常复杂,使用Fluent软件探究动压式油气分离器流场特性以及分离机理,采用容积法测量分离器分离效率,通过液体含气率和气体含气率的测定,表征了分离器性能的变化情况。借助物理模型的建立,考虑航空滑油粘度及马赫数影响,计算了动压式油气分离器内部流场,获得分离器内部流场各个截面的切向速度、轴向速度以及内部流场的分布规律,为后续其结构改进优化提供了支撑。

基于FLUENT的燃油箱油气分离器仿真研究

应用FLUENT软件,采用VOF多相流模型,对某型号的高压燃油箱油气分离器的泄压工况进行仿真分析,得到油气分离效率,并与试验结果进行对标。结果表明:模拟结果与试验结果基本一致,验证了油气分离泄压工况仿真的可靠性,可利用油气分离仿真在产品设计阶段进行分离效率评估和设计优化。

喷油压缩机卧式油气分离器特性的数值模拟及实验研究

在对油气分离器内气相流场模拟计算的基础上，采用随机轨道模型对不同直径油滴在分离器一次油分内的运动轨迹进行了模拟计算，并使用Malvern粒度分析仪对油分离器一次油分出口处的油滴直径分布特征进行了实验测量，同时对排气压力和喷油量变化对一次油分效率的影响进行了测量．结果表明：不同直径的油滴颗粒的运动轨迹差别较大，其分离时间和分离效率也截然不同，直径较大的颗粒较容易分离下来；油滴的入射位置对其运动轨迹及分离时间也有明显的影响．随喷油量的增加，油气混合物中大直径油滴增多，一次油分效率增高；一次油分效率随排气压力的升高先提高后降低，排气压力为0．65MPa时，一次油分效率最高．模拟计算表明：此分离器一次油分能够完全分离的最小油滴直径为16μm；实测油气分离器出口处油滴的最大直径介于17.7～20．5μm之间，所占体积分数为0．2％．实验结果与数值计算结果基本吻合．

旋风式油气分离器数值模拟与实验研究

针对旋风式油气分离器内高速旋转流场引起油滴与壁面碰撞而破碎,从而使分离效率降低的问题,设计了多种不同参数组合的旋风式分离器,对分离器内部气液两相流动及分离效率进行了数值模拟和实验研究,其中气相流场采用RNGkε-湍流模型,油滴运动轨迹采用分散相模型.同时,搭建了油气分离器性能试验台,对不同结构参数的旋风式油气分离器在不同工况下的分离效率进行了测试,并利用Malvern激光粒度分析仪对分离器进出口油滴粒径分布进行了测量与分析.研究结果表明,最佳的入口速度与参数组合使得分离器效率最高,对于直径大于25μm的油滴,旋风式分离器完全可以分离.旋风式分离器内部油滴分离的数值模拟与实验对比表明,采用考虑油滴破碎的分散相两相流模型的模拟结果与实验数据吻合良好.

油气分离器内整流元件分离流场的数值模拟

为探讨分离器内整流元件的性能优劣,应用标准к-ε模型和多相混合模型,对油气分离器内整流元件分离流场进行了三维数值模拟.通过比较含有4种不同整流元件的分离器内部流场中速度矢量和各相体积分数分布,并与没有整流元件的分离流场进行对比,得到了不同构件的整流特性.研究结果表明,整流元件具有稳定流场、降低流速、抑制涡流的优点,其中田字型板整流元件效果最优,横向平行板次之,而同心圆筒板整流元件的整流效果较差.

油气分离器内油滴运动轨迹的数值模拟

在不考虑相间相互作用的条件下,气相采用RNGk-ε(重整化群)湍流模型,油滴相采用随机轨道模型,对油气分离器一次油分内的油气两相流动进行了数值模拟,揭示了油气分离器内的流动分布和油滴的运动轨迹及分离机理.计算结果表明:一次油分内的速度场分布不均匀,而且靠近挡板底面附近的气流速度很小,这样易使进入二次油分滤芯前较小的油滴分离;另外,不同粒径的油滴其运动轨迹差别很大,很明显,粒径大的油滴较容易分离;油滴入射的初始位置不同,其分离速度的差别较大,运动轨迹也明显不同.

井下油气分离器分气效率影响因素

井下油气分离器的分气效率是评价分离器的重要指标,而影响分气效率的因素有很多。为此,先从理论上对包括气液比和流体流速在内的6个因素如黏度、分离器直径等进行了分析,并根据井下油气分离器的分气原理,建立了研究影响分气效率因素的实验流程。实验主要针对气液比和流体流速这2个因素进行了研究,实验结果显示:气液比越大,分气效率越高;流体流速越大,分气效率越高。实验结果验证了理论分析的正确性。

油气分离器内气液两相流的数值模拟

用DPM模型对油气分离器内的气液两相流流场进行了数值模拟。对计算结果分析发现,除了离心力作用可以增强分离效果外,气流在壁面上的碰撞过程对提高分离效果也具有重要作用。据此提出的改型设计方案在工程试验中获得了更高的分离效率,证明本文数值模拟所用的计算模型能够满足此类计算的要求,计算后的机理分析也反映了流动的本质。

螺旋式井下油气分离器设计与分析

螺旋式井下油气分离器是一种利用离心分离和紊流化使气泡聚合的原理 ,最大限度地利用套管截面积来降低油气进泵前的回流速度 ,增强“回流效应”分气作用的新型油气分离器。介绍了它的工作原理 ;推导了螺旋结构参数的设计计算公式 ;分析了各种参数对分离效果的敏感性 ;给出了设计实例。从分析及试验结果可以看出 ,螺旋式井下油气分离器特别适用于产量大、气油比较高且又无法连续自喷的油井 ,是“下喷上抽”

航空发动机油气分离器分离技术的研究及结构设计

油气分离器是航空发动机滑油系统的重要组成部分,离心式油气分离器分离效果最好,它主要利用离心力场将油液中的未溶气体分离出来。对某型航空发动机滑油系统中的油气分离器进行了油气分离技术的研究,建立了理论计算模型;并可根据对分离效果的要求,通过计算来初步确定油气分离器的各主要零部件的结构尺寸;并应用Unigraphics的二次开发工具,实现了离心式油气分离器转子的参数化设计。

车用发动机油气分离器的设计匹配

在分析发动机曲轴箱通风系统形式及几种油气分离器结构特点的基础上,确定了曲轴箱通风系统的设计方案:滤网油气过滤+旋风式油气分离器+PCV控制阀。在发动机机油量为标准值、最小值、最大值增加20%工况下,进行了全负荷曲轴箱通风试验。结果表明,所开发的曲轴箱通风系统在活塞窜气量增加1倍时,油气分离器和PCV控制阀之间无可见油流,曲轴箱漏气量和曲轴箱压力符合评价指标要求,提高了油气分离效率。