基于流体流动参数检测的过滤器滤网分析∗

俞瑞利，梁 瑞，周文海，岳守体，崔本廷，陈 斐，杨 曦

（1.兰州理工大学石油化工学院 兰州，730050）（2.太原卫星发射中心 太原，030027）

引言

航天发射试验是一项高科技、高投入、高风险的任务，供气系统作为发射场地面设备的重要组成部分，其良好的稳定性、可靠性是确保试验任务成功的重要保障。管道中的粉尘等固体杂质颗粒随气流运动会磨损压缩机、管道和仪表等，导致其损伤、破坏，影响输气正常运行，故必须严格控制多余物和检查洁净度。一般在泵、压缩机等设备入口的管道上设置安装过滤器来过滤固体杂质，以保证设备能正常运转。国内外对过滤器流场的数值模拟大多结合内部结构复杂的多孔介质模型，采用Darcy 模型以及该模型的改进形式［1‐3］。该模型无需对流体和固体区域进行区分，采用体积平均法处理方程，而对于温度场的计算，大多采用局部不平衡模型［4‐5］。利用有限元和试验等方法对同种滤料不同结构参数的过滤特性进行模拟，对常见天然气管道过滤器的性能［6］、不同喷嘴的结构形式对出口流场的压力影响［7］、气液分离性能［8］以及褶式滤芯过滤器进行了大量研究［9‐15］。对于过滤器滤网的研究，大多是对圆柱形金属丝网滤芯结合现有的研究方法与技术进行数值模拟［16‐17］，通过与试验数据的对比，证明图示化模型的可行性，而不必用真实的几 何模型 进行计算［18‐19］。在气体过滤过程中，微流体对滤网的冲击［20］同样也会影响过滤性能。

管道过滤器作为重要的管路部件，其安全可靠性对地面供气系统有非常重要的影响，而过滤器滤网又是重中之重。……