基于ANSYS CFX的航空管件清洗设备管流数值模拟与分析
                                           刘〓春1，张洪瑞1，王〓巍2，张〓健3
                              (1.沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点实验室，辽宁 沈阳〓110136）
                                    （2.北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京〓100191）
                                       （3.中北大学机械与动力工程学院，山西 太原〓030051)
    针对航空企业的需求，以实现航空管件高清洁度的清洗设备设计与优化为目标，根据清洗设备的工作特点和工作要求，重点研究分析了清洗液在航空管件内部的流动情况。运用ANSYS Workbench有限元分析软件中的ANSYS CFX模块，建立了航空管件的有限元模型并进行了模拟试验与数值计算，得到了清洗液在管内的流动特性，为以后清洗设备的设计与优化提供了参考。

    近年来，随着工业技术的发展，我国的航空工业取得了很大的进步，航空制造企业对高质量、高效率的自动化设备的需求不断加大。航空管件作为飞机的重要组成部件，对飞机的液压控制系统、油液/气体供给系统等来说具有重要的作用，直接影响着飞机的飞行安全［1］。因液压控制系统中的航空管件污染所引起的飞行安全隐患较为严重，因此提高航空管件的清洗质量和效率就显得尤为重要。
目前，国内针对航空管件批量、自动化、高清洁度清洗的专用设备很少，并且由于管件的管径较小、长度较长等特点，很难洗净，不能达到较高的清洁度等级。
根据航空企业的要求，研制了高清洁度、可批量清洗的航空管件清洗设备，实现对各类航空管件高质量、高效率的清洗，提高了生产效率。该设备主要运用超声波清洗技术和中高压清洗液循环清洗等过程实现对航空管件的清洗。管件内清洗液的流动特性直接关系着航空管件的清洗质量［2-4］，因此研究分析管件内清洗液的流动特性，对后期设备控制参数的确定具有重要的指导意义。

1〓清洗原理与管流模型分析〖HT5SS〗〖STBZ〗
1.1〓清洗原理〖HT5SS〗〖STBZ〗
     待清洗的航空管件，首先在清洗设备中的清洗液中进行初次清洗，之后再使用中高压碳氢清洗液以一定的速度进入管件内部，并在管件内部形成具有一定速度的液流，重复此过程，借助碳氢清洗液的溶解特性溶解污染物的粘附基体，同时依靠清洗液的流动带走已经溶解在管内的污垢和杂质等，以达到高清洁度清洗的目的。管路清洗示意图如图1所示。

图1〓管件清洗示意图
1.2〓试验样件〖
    航空类管材广泛应用于各类飞机和发动机的液压、燃油、润滑油、环控等管路系统，以及用作机体结构的异形截面承力或次承力构件。合金材料具有良好的综合性能，因此航空管件大多由铝合金



基金项目：国家自然科学基金资助项目（11272217）
作者简介：刘春（1960—），男，吉林白城人，沈阳航空航天大学教授，博士，主要研究方向为飞机制造工程与装备技术、飞机数字化制造技术。




（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）