机床与液压

作者：陈子扬，符采绫，吴凯，裴梦丹，王鸣宇，叶敏

单位：长安大学工程机械学院；长安大学工程机械学院；长安大学工程机械学院；长安大学工程机械学院；长安大学工程机械学院；长安大学工程机械学院

关键词：固液分离;多物理场;仿生设计;参数优化

针对工业滤芯因长期运行、杂质淤积导致分离效率低的问题，借鉴蝠鲼鳃耙丝仿生原理，提出一种基于流固耦合冲刷的固液分离方法。通过Fluent对不同组合固液分离模块进行仿真计算，分析冲击角度、间隙和流速对分离效率的影响；分析流体压力、流速及离散相的运动特征，阐明固液分离原理，并提出一种新型仿生固液分离结构。最后，对固液分离原型装置进行分离效果测试试验，并对样本试验结果进行对比分析。结果表明：在0.6、1.0 m/s流速下，间隙为1.5 mm时的过滤效率显著优于间隙为2.0、2.5 mm时。在所有间隙和角度组合中，流速从0.6 m/s增至1.0 m/s时，过滤效率均明显提高。当冲击角从30°增至90°时，过滤效率下降。30°角下切向流速分量较大，可增强涡流强度并延长杂质的滞留时间；而90°角（垂直入射）会削弱切向作用，降低有效作用时间与涡流强度。仿真分析和装置试验验证了固液分离装置的优越性，为新型工业固液分离装置的设计提供工程参考依据。

来源：2025年第24期

《机床与液压》期刊编辑部

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