[发明专利]一种预测干湿复合式空气滤清器压力损失的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预测干湿复合式空气滤清器压力损失的方法。

背景技术

空气滤清器是内燃机进气系统的空气过滤部件，用于过滤空气中的灰尘和杂质，延长内燃机的寿命。干湿复合式空气滤清器通过油浴和纸滤芯对空气进行两次过滤。工作时，空气和灰尘自进气口流入后，先进入油浴室，由飞溅的油花将空气中的绝大多数灰尘等杂质吸附，并沉积于油底壳内；然后再经过钢丝滤网过滤，进入到干式空滤室，再经一级和二级滤芯进一步过滤，保证气缸中进入足量、清洁的空气。目前对空气滤清器内部流场的研究主要有两种方法：实验和数值模拟。柴油机重型卡车干湿复合式空气滤清器的结构比较复杂，其内部的流体流动过程中产生的压力损失计算比较困难，一般只能通过数值模拟才能知道内部流动和压损情况，但这种数值模型计算复杂繁琐，很不方便。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种计算简单方便的预测干湿复合式空气滤清器压力损失的方法。

本发明是通过以下措施实现的：

本发明的一种预测干湿复合式空气滤清器压力损失的方法，其特征在于：首先，将干湿复合式空气滤清器的结构简化为首尾相连且管径不同的串联管段，然后，分析得出流体经过每个管段以及在相邻两个管段之间过渡时的压力损失解析式，并建立一维计算模型；最后，在一维计算模型中，根据压力损失解析式计算出所有压力损失值，并将所有压力损失值累计相加。

上述划分出的若干管段依次为：0-1段为入口部分的圆管段，1-2段为入口部分的扁形管段，2-3段为格栅以下、油池液面以上、钢丝滤网以下的扁形管段，3-4段为钢丝滤网，4-5段为钢丝滤网上部的扁形管段，5-6段为粗滤器出口到精滤器一级滤芯外侧的圆筒段，6-7段为精滤器一级滤芯，7-8段为精滤器一级滤芯内侧到精滤器二级滤芯的外侧的圆筒段，8-9段为精滤器二级滤芯，9-10段为精滤器二级滤芯内侧轴向到出气口的圆管段。

上述对于3-4段，建立钢丝滤网多孔介质模型，其压力损失有如下表达式：

-Kjuj=∂p∂xj---(1)]]>

式中：K为多孔介质的穿透率，与速度为准线性关系，如下式：

式中：α_j，β_j(j＝1，2，3)，分别为三个正交坐标轴方向的系数，在各向同性多孔介质中，α＝α₁＝α₂＝α₃，β＝β₁＝β₂＝β₃；两个阻力系数α和β的值由以下公式确定：

α=1.75ρ(1-f)f3Dp---(3)]]>