王彤， 孫亮亮， 邵昱昌

上海交通大學(xué) 燃?xì)廨啓C研究院， 上海 200240

慣性粒子分離器清除流道PIV測量與分析

王彤*， 孫亮亮， 邵昱昌

上海交通大學(xué) 燃?xì)廨啓C研究院， 上海 200240

采用粒子成像測速技術(shù)(PIV)對慣性粒子分離器彎曲通道模型進行內(nèi)部流動測試，分析其清除流道流場的結(jié)構(gòu)特點。試驗發(fā)現(xiàn)，在清除流道進口的不同高度截面上均有回流渦的存在，在不同清除流比(SCR，14%～20%)、不同流量下回流渦結(jié)構(gòu)不同?；亓鳒u的存在是導(dǎo)致小粒徑顆粒分離效率低的原因之一。試驗結(jié)果表明：固體壁面對該回流渦存在很大影響，即越靠近壁面回流渦尺度越大；當(dāng)SCR值越大時，回流渦占清除流道面積越?。欢?dāng)進口流量增大時，回流渦尺度變化很小。內(nèi)部流場以及回流渦尺度的主要影響因素為SCR。本文結(jié)果可以為數(shù)值模擬以及分離器結(jié)構(gòu)改進提供依據(jù)。

慣性粒子分離器； 清除流道； 粒子成像測速技術(shù)(PIV)； 清除流比(SCR)； 回流渦

直升機因其靈活起降、低空飛行等特點，在民用和軍事方面有著獨特的應(yīng)用領(lǐng)域。而正是由于常常在低空盤旋，導(dǎo)致直升機發(fā)動機運行環(huán)境比較惡劣，地面固體顆粒雜質(zhì)對發(fā)動機的危害機率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他飛行器。地面砂塵等固體顆粒吸入發(fā)動機后，會撞擊、沖刷流動通道，導(dǎo)致壓縮機葉片型面及燃?xì)廨啓C葉片變形，降低發(fā)動機的氣動性能，嚴(yán)重威脅直升機的飛行安全。為了保證直升機的飛行安全和可靠性，粒子分離器已經(jīng)成為渦軸發(fā)動機進口的標(biāo)準(zhǔn)配置[1]。

慣性粒子分離器(Inertial Particle Separators, IPS)[2]通常為軸對稱通道，采用慣性分離原理，將砂塵通過清除流道排出，大部分清潔氣體進入主流道。國外從20世紀(jì)70年代開始粒子分離器研制工作，Robert 和Bernard[3]進行了一系列工作包括流道設(shè)計及改進，包括預(yù)旋葉片設(shè)計以及外圍蝸殼設(shè)計；Hamed[4]則采用數(shù)值模擬給出不同粒徑的分離效率影響因素，大粒徑顆粒的分離效率主要受到流道結(jié)構(gòu)影響，小粒徑顆粒則主要由內(nèi)部流場決定，故小粒徑顆粒難以達到大粒徑顆粒的分離效果，難以分離；Vittal[5]等使用有限元方法對某型號的分離器采用數(shù)值模擬，在改變分離舌形狀情況下能夠提高分離效率，并采用試驗的方法檢驗?zāi)M結(jié)果。Tabakoff[6]則利用Laser Doppler Velocimetry(LDV)技術(shù)，得到粒子撞擊不同材料壁面時的反彈規(guī)律; Zedan等[7]從數(shù)值模擬以及試驗上對粒子分離器效率研究，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗得到的結(jié)果相吻合；Farooq和Amhad[8]則考慮到了多元素翼型配置對分離效率可能產(chǎn)生的影響做了詳細(xì)的數(shù)值模擬分析，并且計算了不同來流角度產(chǎn)生的影響。無預(yù)旋慣性粒子分離器結(jié)構(gòu)簡單，附加流動阻力小。國內(nèi)從20世紀(jì)90年代末開始進行相關(guān)研究，候凌云[9]分別對二維和三維結(jié)構(gòu)的IPS進行了數(shù)值模擬；葉靜等[10]給出了無預(yù)旋IPS流道設(shè)計原理和設(shè)計流程，討論了各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對分離器性能帶來的影響；Floria等[11]利用高速攝影CCD相機捕捉到了清除流道入口處回流渦的存在，通過數(shù)值計算并據(jù)此對流道進行改進；高彬彬等[12]建立了IPS流道參數(shù)化模型，并通過數(shù)值計算方法進行了流道的優(yōu)化，得到一個分離效率和壓降損失較小的模型。南京航空航天大學(xué)的吳恒剛和王鎖芳[13-14]通過試驗以及數(shù)值模擬的方法研究了分離舌不同位置對粒子分離器分離效率影響。南京航空航天大學(xué)童悅等[15]通過數(shù)值模擬的方法研究了帶掃氣蝸殼的整體式慣性粒子分離器，并對原掃氣蝸殼進行了優(yōu)化設(shè)計得到了較好的模型?？梢?，國內(nèi)對IPS的研究主要以流道及型面參數(shù)設(shè)計、數(shù)值計算模擬為主，未見有對其內(nèi)部流場細(xì)節(jié)試驗測試的研究報道。隨著激光測試技術(shù)的發(fā)展，Barone[16]等首次使用粒子成像測速技術(shù)(PIV)對IPS內(nèi)部流場進行測試。由于IPS環(huán)形流道帶有曲率，測試存在一定困難，故將環(huán)形通道簡化為矩形截面通道模型，并比較了3種不同外壁面型線下的流動結(jié)構(gòu)，在清除流通道入口處發(fā)現(xiàn)了典型回流渦的存在。

總的來說，目前國內(nèi)關(guān)于整體式慣性粒子分離器的研究工作主要在主流道及型面參數(shù)設(shè)計，研究方法上以數(shù)值模擬分析為主，對內(nèi)部流場可視化研究工作幾乎沒有。為了實現(xiàn)其可靠有效地應(yīng)用，有必要對該流動進行專門研究。

考慮到慣性粒子分離器內(nèi)部流動經(jīng)過分離舌后分為清除流通道和主流道，不同清除流比(SCR)下分離效率不同；與主流道相比，清除流道內(nèi)部流速低，顆粒濃度高，流動更加復(fù)雜。另外從前人的測試和計算結(jié)果來看，小粒徑顆粒的分離效率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大粒徑顆粒。除了顆粒本身慣性問題，流場流動特征對分離效率的影響并未進行說明。故有必要研究其內(nèi)部流動結(jié)構(gòu)的特征，以便優(yōu)化分離器的幾何參數(shù)提高分離效率。本文針對某整體式慣性粒子分離器的矩形分離通道模型進行了PIV測試，通過合理配置激光光路，對清除流通道進行了多工況內(nèi)部氣流場的測試，分析了不同拍攝平面處、不同清除流比、進口流量下流動參數(shù)以及回流渦及內(nèi)部流場的變化規(guī)律。

1 試驗研究

1.1 試驗系統(tǒng)

為提高測試中示蹤粒子的跟隨性和測試結(jié)果的可靠性，在測試系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備可辨別的條件下，應(yīng)選用粒子的粒度盡可能小[17]。本次試驗中的示蹤粒子主要是通過油高溫霧化產(chǎn)生極細(xì)顆粒，粒徑一般在0.5～5.0 μm之間。試驗流程示意如圖1所示，從左往右，進口空氣帶有示蹤粒子，經(jīng)過分離器從兩端出口分別流出，兩端配置風(fēng)機提供氣源。由于整個測試系統(tǒng)內(nèi)流場為負(fù)壓狀態(tài)，為檢驗整個試驗過程是否有外部氣體滲入而干擾試驗結(jié)果，所以前端進口也連接流量計。通過二者的流量的校核詳細(xì)檢查試驗系統(tǒng)，直到前后流量誤差符合試驗要求。

1—進口壓差流量計；2—粒子分離器測試臺；3，4—出口渦街流量計；5，6—氣路調(diào)節(jié)閥；7，8—帶轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的工業(yè)風(fēng)機；9—PIV測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。圖1 測試系統(tǒng)示意圖Fig.1 Sketch of experiment system

試驗系統(tǒng)主要包括以下幾部分：

1)測試臺是試驗系統(tǒng)的核心，是粒子分離器模型安裝和測試的試驗區(qū)，前后各連接進氣管道和排氣管道。

2)供氣系統(tǒng)為試驗臺提供粒子分離器所需要的氣體工況。供氣系統(tǒng)總體方案為：在試驗臺管路兩個尾端各安裝一定功率的風(fēng)機，來自大氣的空氣介質(zhì)通過風(fēng)機抽吸作用，經(jīng)過壓差流量計、粒子分離器和渦街流量計，最后經(jīng)由風(fēng)機排向大氣。各管路的空氣流量調(diào)節(jié)則可以通過調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)。

3)PIV測試系統(tǒng)包括激光發(fā)生器、激光光路配置系統(tǒng)、坐標(biāo)架調(diào)節(jié)系統(tǒng)、相機及其控制系統(tǒng)等，可實現(xiàn)對特定平面進行試驗拍攝。

4)粒子分離器模型，流場試驗的關(guān)鍵部分為某一型號自行加工的有機玻璃試驗件，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2(a)為原流道簡化的矩形截面模型，包括外壁面(Shroud)、內(nèi)壁面(Hub)和分離舌(Splitter)。圖2(b)為分離舌頭部幾何參數(shù)，最小曲率半徑為2.55 mm。由于本文采用油霧示蹤粒子，每隔一段時間實驗器材會附著油污而影響拍攝進行，故外壁面頂蓋可以拆卸方便清洗內(nèi)部流道。模型進口寬度為L，進口高度為H，模型的通道長度為3.9H，該試驗件進口截面L/H=1.08。

在試驗過程中，為了避免其他玻璃壁面反射雜光的干擾，采用黑色的材料覆蓋分離舌區(qū)域，內(nèi)外壁面反射區(qū)進行涂黑處理。試驗測試中，整個試驗環(huán)境盡可能在自然光較弱下拍攝，除拍攝平面和光源入射面外均涂黑處理。

圖2 粒子分離器模型Fig.2 Testing IPS model

1.2 數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理

PIV誕生于20世紀(jì)70年代左右，隨著計算機技術(shù)、圖像處理技術(shù)以及激光技術(shù)的發(fā)展，PIV由于其全場、定量、非接觸式等特性而得到廣泛的應(yīng)用。PIV技術(shù)發(fā)展迅速，目前主要分為二維測試和三維測試[18]。本文的PIV測試系統(tǒng)為二維，采用CCD相機直接將片光源截面的流場信息存儲到計算機圖像處理系統(tǒng)，然后通過相應(yīng)的圖像處理得到流場速度分布[19]。

PIV測量系統(tǒng)主要由成像系統(tǒng)[20]和圖像處理系統(tǒng)組成。其中成像系統(tǒng)主要由激光器、光導(dǎo)壁、片光源、相機圖像采集系統(tǒng)和同步控制系統(tǒng)組成。文中采用丹迪公司的PIV測試系統(tǒng)，PIV系統(tǒng)的激光器為雙諧振脈沖式Nd：YAG激光器，激光脈沖最高頻率為20 Hz，每個脈沖能量為200 mJ，激光波長為532 nm(綠光)，片光源厚度約為1 mm，張角為14°，CCD相機像素為2 048×2 048。圖像處理系統(tǒng)為Dynamic公司自行開發(fā)的軟件，主要對CCD相機采集到的圖片進行互相關(guān)處理，并且顯示速度矢量。PIV設(shè)定跨幀延時為40 μs，兩個激光頻率為5 Hz，PIV儀器測量精度在±1%。

CCD相機拍攝的圖像如圖3所示。通過圖片上的圖案可以清楚地看到粒子在分離器內(nèi)部流動流動狀況。由于拍攝平面包括兩個出口，但是激光器從一側(cè)發(fā)出片光，所以造成另一側(cè)亮度不夠，如圖中所示A區(qū)，在后期處理時進行處理而不參與相關(guān)計算。

圖3 CCD相機成像與對應(yīng)流動信息Fig.3 Picture captured by CCD camera and corresponding flow information

圖3(a)、圖3(b)中的示蹤粒子分別為霧化顆粒測試與細(xì)砂顆粒圖片及相應(yīng)的流場結(jié)果，砂塵跟隨氣流進入分離器之后，首先由于流道截面積逐漸減小，氣流速度增加，砂塵在氣流的拖曳力作用下，速度也會逐漸增加。在繞過內(nèi)壁面彎曲通道頂端時，由于存在離心慣性力，相對于氣體質(zhì)點，砂塵更容易保持原有運動狀態(tài)，沿切向進入清除流通道。砂塵的粒徑和質(zhì)量越大，慣性越大，越容易分離，小粒徑砂塵則相對難以分離，這從圖3可明顯看出不同粒徑砂塵分離效果的差別。

從圖3(a)中可以發(fā)現(xiàn)，霧化的細(xì)小顆粒跟隨性較好，在分離舌前后整個區(qū)域分布較為均勻，作為示蹤粒子，可以很好地得到氣流場的信息。這意味著對于該尺度的極小顆粒，分離效果并不明顯，顆粒與氣流完全混合，隨氣流運動。

圖3(b)中細(xì)砂顆粒滿足國軍標(biāo)(GJB1171—91)，顆粒粒度構(gòu)成如表1所示。在圖3(b)左圖中，細(xì)砂雖然在進口處分布較為均勻，而隨著流道發(fā)展，顆粒逐漸向清除流道聚集。由于經(jīng)過內(nèi)壁面彎曲通道頂端后進主流通道前，顆粒數(shù)很少，不足以進行速度場計算，故有較大誤差。由顆粒軌跡分析得到的顆粒速度場與圖3(a)中氣流場不同。同時大粒徑顆粒會發(fā)生相互碰撞形成隨機速度分布，不再與氣流場同步，對應(yīng)氣流場的低速回流區(qū)幾乎沒有發(fā)現(xiàn)。因此，小粒徑顆粒分離效果與清除流道流場特征密切相關(guān)，有必要詳細(xì)分析清除流道的流動結(jié)構(gòu)。

表1 細(xì)砂顆粒粒度構(gòu)成Table 1 Composition of sand size

1.3 試驗工況

SCR為影響慣性粒子分離器性能的重要參數(shù)，其值為：SCR=清除流道流量/主氣流通道流量，SCR的大小與分離效率和壓降損失有著重要關(guān)系，在本次試驗中將測試不同SCR下流動結(jié)構(gòu)。

由于試驗整個通道內(nèi)部為負(fù)壓環(huán)境，在不同SCR情況下，進口流量計和兩個出口流量數(shù)據(jù)的對比關(guān)系如表2所示。進口流量計截面直徑為115 mm。

(1)

式中：Q為測得進口體積流量；Q1為清除流道體積流量；Q2為主氣流道體積流量；ξ為前后流量差別。

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，在低流量運行時，外部泄漏很少，隨著進口流量的增大，外部泄漏進來的流量也逐漸增加。這是由于在該負(fù)壓流動系統(tǒng)中，流量增加的同時導(dǎo)致管道中內(nèi)外壓差加大，引起外部空氣流入。還可能由于流量增加后，流動參數(shù)波動加大導(dǎo)致數(shù)據(jù)讀數(shù)波動較大。從整體上，即使在大流量下，整個數(shù)據(jù)誤差小于5%，在可接受范圍內(nèi)。

表2 進口流量與SCR工況Table 2 Inlet flowrate and corresponding SCR

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 拍攝截面對測試結(jié)果的影響

針對本文簡化的粒子分離器模型，進行了典型工作狀態(tài)的流動特征分析，給定的主要參數(shù)條件為：主氣流通道流量為425 m3/h；清除流道流量為71 m3/h；SCR為16.7%。為了觀測矩形截面通道中壁面對流動結(jié)構(gòu)的影響，分別提取了最靠近側(cè)壁面L/6截面、L/3截面和通道中間截面L/2處的流場進行比較，分別代表近壁面、流道中部和兩者間位置。在連續(xù)拍攝40對圖片之后取平均互相關(guān)算法可得到測試時間內(nèi)的氣流速度分布，如圖4所示。

圖4 內(nèi)部流場在不同拍攝平面的變化Fig.4 Variation in different sections of inner flow field

從圖4中流線分布來看，在試驗?zāi)Ｐ土鞯纼?nèi)，進入粒子分離器主流通道的氣流流動均非常通暢，無分離趨勢。但氣流經(jīng)分離舌進入清除流道后，在外壁面附近有明顯回流渦存在。在L/2中間截面處，回流渦集中于外側(cè)壁面，占據(jù)流道約一半寬度。隨著測試位置向壁面移動，在L/3處，回流渦區(qū)域增加，到靠近壁面的L/6截面位置，回流渦已經(jīng)占據(jù)了整個清除流通道，同時還對主流通道有一定的影響。

很明顯，由于慣性小、跟隨性好，回流渦的存在可能會使較小粒徑顆粒隨回流渦運動，難以提高分離效率。在試驗中還發(fā)現(xiàn)，在更靠近壁面時如圖5所示，由于清除流道回流渦堵塞了整個流道，會導(dǎo)致氣流直接進入主氣流通道，這勢必會導(dǎo)致粒徑較小粒子進入主氣流通道而降低小顆粒砂塵的分離效率。這可能是小粒徑顆粒分離效率難以提高的原因之一。

圖5 回流渦誘導(dǎo)主通道流場Fig.5 Core flow influenced by backflow vortex

從流線分布來看，形成上述現(xiàn)象的原因在于：沿著外壁進入清除流道的氣流與水平分離舌有一定夾角，清除流可能會沖擊分離舌壁面，在兩側(cè)壁面作用下形成二次流結(jié)構(gòu)。與環(huán)形通道截面相比，兩側(cè)的壁面又會促使清除流道在橫向形成回流，與上壁面分離的渦回流至主氣流道，進而導(dǎo)致模型分離效率的進一步下降。

慣性粒子分離器一般是旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)，若直接采用原模型有機玻璃加工而進行PIV流場測試會存在一定挑戰(zhàn)，因此為測得內(nèi)部流場特征，本文中的矩形截面的慣性粒子分離器是流道經(jīng)過拉伸一定長度而來，這是矩形截面的粒子分離器與環(huán)形通道粒子分離器不同之處，通過測試發(fā)現(xiàn)壁面對其影響在環(huán)形對稱結(jié)構(gòu)中是不可能存在的，因此矩形通道的流場測試應(yīng)避免對流場的干擾，對流場的特征分析應(yīng)在中間平面上，在實際應(yīng)用中需要引起關(guān)注。

2.2 不同SCR下內(nèi)部流場變化

考慮到上述兩側(cè)壁面對流場的影響，本文重點關(guān)注L/2截面處流場變化。在粒子分離器中，SCR是影響分離效率的重要因素之一，通常設(shè)計中選取SCR范圍在0.14～0.20之間。文獻研究表明[8]，SCR越大，分離效率越高，尤其體現(xiàn)在粒徑較小的情況。但SCR的增加，意味著清除流道流動損失加劇，主流通道流量減少，經(jīng)濟性降低。為了探究SCR與內(nèi)部流場變化關(guān)系，本文對比了3組同進口流量、不同SCR下的工況，表3為工況具體參數(shù)。

表33組同進口流量、不同SCR工況

Table3ThreeconditionswithsameinletflowrateanddifferentSCR

ConditionQ/(m3·h-1)Q1/(m3·h-1)Q2/(m3·h-1)SCR/%Condition14966143514．1%Condition24967142516．7%Condition34978341420．0%

3組不同SCR下，速度云圖為背景的流線分布如圖6所示。在同進口流量不同SCR下，測試結(jié)果顯示清除流通道的回流渦總是存在的，并且回流渦集中于外壁面附近，只是回流渦的大小隨著SCR的變大有變小的趨勢。有效面積定義為在清除流道中，去除了回流區(qū)所占區(qū)域的通道截面積。在試驗中是按照通道寬度對應(yīng)出來的，未計及在三維方向上的回流區(qū)面積變化。在圖6中，回流渦對應(yīng)低速區(qū)，隨著SCR增大，清除流通道有效流通面積也在增大?？梢?，回流渦的尺度減少，相應(yīng)地對顆粒的分離阻礙作用就會減少，分離效率就會相應(yīng)提高，這與文獻[10]和文獻[16]得到的結(jié)果趨勢是一致的。

圖6 內(nèi)部流場隨SCR變化Fig.6 Internal flow field varying with SCR

2.3 不同進口流量下內(nèi)部流場變化

由于粒子分離器主要利用了固體顆粒的慣性和流道彎曲、收縮作用達到氣固分離的目的。當(dāng)氣流速度增加時，離心力慣性力會相應(yīng)增加，會使顆粒在慣性作用下更容易達到清除流通道，這應(yīng)當(dāng)會增加氣固分離的效率。針對3組不同進口流量、同樣SCR值和拍攝截面處，測試結(jié)果如圖7所示。流量工況如表4所示。

圖7 內(nèi)部流場隨進口流量變化Fig.7 Internal flow field varying with inlet flow rate

表4 3組不同進口流量、同SCR工況

Table4ThreeconditionswithdifferentinletflowrateandsameSCR

ConditionQ/(m3·h-1)Q1/(m3·h-1)Q2/(m3·h-1)SCR/%Condition42243520916．7%Condition54967142516．7%Condition679411468016．8%

從圖7流線和速度云圖中可以看出，在同樣的SCR情況下，雖然流量增加后，清除流通道流速增大，但是對清除流道回流區(qū)尺度影響并不明顯，回流區(qū)位置和尺度幾乎保持不變。即在同樣的SCR情況下，進口速度的變化對清除流道的流動結(jié)構(gòu)影響不大。

由于小粒徑顆粒受到回流渦的作用而聚集在清除流道進口，還有可能返回進入主氣流通道，因此在SCR不變的情況下，清除流道流場特性類似，回流渦尺度接近，小粒徑顆粒的分離效果是接近的。由此可見，較大粒徑顆?？梢酝ㄟ^提高氣流速度提高慣性力，進而增加分離效率，而對于小顆粒，更多的受到清除流道流場特性的影響。那么，為了提高小粒徑顆粒的分離效率，有必要對分離器流道幾何參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。

3 結(jié) 論

1) 清除流道進口的典型回流渦結(jié)構(gòu)受到壁面影響較大，越靠近兩側(cè)固體壁面，回流渦尺度越大；回流渦及兩側(cè)壁面對清除流道形成二次流共同作用導(dǎo)致砂塵分離效率的下降。

2) 清除流道進口回流渦尺度隨SCR的增大而減小，并更靠近外壁，這說明回流渦主要受SCR的影響，隨著SCR的增大，砂塵分離效率也隨之提高。

3) 在試驗流量范圍內(nèi)，回流渦尺度僅與SCR有關(guān)，與進口流量無明顯的相關(guān)關(guān)系，這導(dǎo)致小粒徑顆?？赡茈y以通過提高速度來提高分離效率。

本文的測試顯示出清除流通道流動典型特征，說明了回流渦的存在是小粒徑顆粒難以分離的原因之一。該流場試驗結(jié)果可以進一步為其流動數(shù)值模擬提供比較依據(jù)，并為其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供參考。

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王彤女，博士，副教授。主要研究方向：葉輪機械內(nèi)部流動研究和設(shè)計。

Tel.: 021-34206871

E-mail: twang@sjtu.edu.cn

URL：www.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20160125.1104.002.html

PIVtestandflowanalysisofscavengepassageininertialparticleseparator

WANGTong*,SUNLiangliang,SHAOYuchang

GasTurbineResearchInstitute,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China

Theinternalflowfieldofaninertialparticleseparatormodelistestedbythetechnologyofparticleimagevelocimetry(PIV),andthestructurecharacteristicsoftheflowfieldisanalyzed.Accordingtotheexperimentalresults,anobviousseparatedflowcanbefoundneartheentranceofthescavengeflowpathalongdifferentheights,andthebehavesdifferentlywithdifferentparameterscavengecoreratio(SCR,14%to20%)andinletflowrate.Theexistenceoftheseparatedflowisoneofthereasonsthatresultthelowseparationefficiencyofthesmallsizeparticles.Experimentalresultsshowthatthesolidwallhasgreatinfluenceonthescaleoftheseparatedflow,andtheclosertothewall,thebiggerthebackflowvortexis.WhentheSCRincreases,thescaleoftheseparatedflowgetssmaller.Withtheincreaseoftheinletflowrate,thereislittlechangeofseparatedflowscale.ItisshownthattheinternalfluidfieldandtheseparatedflowscalearemainlydeterminedbytheSCRparameter.Theresultscanprovidereferenceforthenumericalsimulationandimprovementoftheseparatorstructure.

inertialparticleseparator;scavengepassage;particleimagevelocimetry(PIV);scavengecoreratio(SCR);separatedflow

2015-10-13；Revised2015-11-16；Accepted2015-12-29；Publishedonline2016-01-251104

NationalNaturalScienceFoundationofChina(51276108)

.Tel.：021-34206871E-mailtwang@sjtu.edu.cn

2015-10-13；退修日期2015-11-16；錄用日期2015-12-29； < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版時間

時間：2016-01-251104

www.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20160125.1104.002.html

國家自然科學(xué)基金 (51276108)

.Tel.：021-34206871E-mailtwang@sjtu.edu.cn

王彤， 孫亮亮， 邵昱昌．慣性粒子分離器清除流道PIV測量與分析J．航空學(xué)報,2016,37(10):2961-2969.WANGT,SUNLL,SHAOYC.PIVtestandflowanalysisofscavengepassageininertialparticleseparatorJ.ActaAeronauticaetAstronauticaSinica,2016,37(10):2961-2969.

http://hkxb.buaa.edu.cnhkxb@buaa.edu.cn

10.7527/S1000-6893.2015.0364

V211.3

A

1000-6893(2016)10-2961-09