粒子分离器复杂热气防冰问题的网格划分研究

徐弘历

（中国航发湖南航空动力机械研究所，湖南 株洲 412002）

直升机在沙漠、沿海等恶劣环境中起飞和降落时，发动机一旦吸入大量的沙土、灰尘和水滴，将会对压气机和涡轮等转子叶片造成损伤，堵塞空气系统流路，降低发动机寿命，严重时引发飞行事故。因此，在涡轴发动机进口前安装粒子分离器来减少杂质的吸入是十分必要的。

整体式粒子分离器因其结构紧凑、维护性好和砂尘分离性能好，在全世界众多涡轴发动机上使用，如美国GE 公司T700 和T800 系列涡轴发动机。整体式粒子分离器利用壁面反弹原理来合理配置鼓包和外壁曲面形状来达到清除砂粒作用。含砂气流在流经鼓包时，因鼓包壁面较大曲率的驼峰状变化，气流偏转较大，砂粒在离心力作用下甩向外壁，最终依靠惯性进入清除流道。整体式粒子分离器根据进口段是否安装有带预旋角度的叶片，分为预旋式和无旋式两种类型。预旋式粒子分离器进口段安装了带预旋角度的叶片，可一定程度增加含砂粒气流的切向速度，提高了砂粒甩到外壁面所需的离心力。而无旋式粒子分离器主要依靠流道型面的优化配置来达到较高的砂粒分离效率，并且结构简单、重量小以及成本低等优点，应用和研究价值比较广泛。

国内外对整体式粒子分离器开展了大量研究，主要围绕优化壁面形状来提高分离效率和粒子壁面的反弹特性两方面[1-3]。但整体式粒子分离器除砂尘分离性能外，其进气防冰功能也是重要考核指标，直接影响发动机高原、高寒和其他结冰环境适应能力。……