混合流态下短径向滑动轴承热流体润滑特性研究

以高速短径向滑动轴承为研究对象,研究混合流态下采用不同温黏模型时轴承静态特性的变化。考虑油膜中同时存在层流和紊流两种流态,基于两种温黏模型,联立求解雷诺方程、能量方程,分析油膜中流态变化,得到压力分布、承载力、摩擦力和最大温度等特性参数,并将某工况下混合流态时油膜特性与等黏度模型和单一层流流态时的结果进行比较。结果表明:基于不同温黏模型时油膜内流态分布明显不同;与等黏度模型相比,变黏度模型承载力和温升明显下降;与单一层流流态相比,混合流态下油膜承载力和摩擦力均较大。     

缝隙节流浮环动静压推力轴承紊流有限元分析

深浅腔缝隙节流浮环动静压推力轴承在高速运转时 ,随着流体惯性力的影响不断增加 ,最终导致流态由层流变为紊流 .采用普遍的考虑流体紊流效应的经验方法 ,在得到计入迁移惯性项的径推浮环动静压推力轴承非定常Reynolds方程的基础上 ,通过在方程左端项加入紊流因子的方法建立相应的紊流Reynolds方程 .采用有限元法求得轴承内外膜的压力场分布 ,结果表明 ,紊流态下的压力场分布与相同工况下层流态压力场相比发生了明显的变化 ,从而使轴承的性能参数也发生相应改变 .     

城市原生污水冷热源污水黏度特性实验测试

城市原生污水的黏度特性是其作为冷热源应用的关键设计参数.将污水流动视为均质非牛顿幂律流,基于管式流变仪实验基础,分析层流条件时表观黏度的本构常数实验求解式,在紊流条件下基于卡门对数分布与尼古拉兹实验,推导平均流速、阻力速度与黏度项的关联式及其计算公式,定义特征黏度与计算雷诺数.在两种不同流态下测试污水的表观黏度η=2.2~8.0×10-4(du/dy)0.6,两种流态下表观黏度表现出一定的差异.     

重型静压推力轴承间隙油膜流态的数值模拟

间隙油膜流态对静压推力轴承润滑性能有显著影响,却无法通过试验直接进行分析.针对此问题,运用计算流体动力学和润滑理论对静压推力轴承间隙油膜流动进行数值模拟.建立定常不可压缩紊流模型,采用有限体积法和二阶精度的差分格式离散方程.通过将数值模拟结果与理论公式计算结果的比较,验证了所采用的数值模拟方法的正确性.模拟结果表明,随着工作台旋转速度的增加,封油边润滑油的流动始终为层流,而油腔中润滑油流动逐渐由层流变为紊流.该研究成果为静压推力轴承摩擦功耗及温升计算提供理论依据.     

深腔圆锥动静压混合轴承润滑特性

为了更加准确探求深腔圆锥动静压轴承润滑特性,考虑润滑油膜紊流、热效应及轴向速度等因素,推导极坐标系下的广义雷诺方程、能量控制方程及其相关表达式,采用有限差分法对方程进行离散,利用帕坦卡正系数法则对离散化方程系数及常数项进行处理,数值分析油膜的三维压力场和温度场,试验研究静压浮起和动压润滑特性.结果表明:帕坦卡正系数法则可以有效地解决诸如油腔边缘存在"逆流"等因素而导致温度场不易收敛问题,在高速大偏心率情况下,油膜温升较高,应考虑温度对轴承性能的影响.流量与供油压力成正比关系,而与转速基本无关.随着转速增加动压效应增强,轻载时轴承在小偏心率下工作.深腔圆锥动静压轴承具有良好的静压浮起和动压润滑特性,理论计算值与试验结果一致,证明理论的正确性,为下一步转子动力学的理论分析打下基础.     

基于热弹流的滤波减速器转臂轴承润滑性能分析

由于载荷、接触几何、粗糙表面、热效应等因素的影响,分析不同工作条件下滤波减速器转臂轴承工作界面润滑状态较为困难,为了研究转臂轴承润滑性能,本文建立了转臂轴承的热弹流混合润滑模型。以静力学和运动学建立滤波减速器转臂轴承(球滚动体-滚动轴承）力学模型,结合点接触热弹流混合润滑理论建立轴承热弹流润滑模型,使用离散卷积快速傅里叶变换方法求解弹性变形和表面温升,使用有限差分法求解雷诺方程和能量方程,分析轴承接触副物理尺寸、载荷、卷吸速度和接触副粗糙表面等外部工况对轴承润滑特性以及表面下应力的影响。从数值模拟结果中可以看出：较大滚动体半径有益于轴承润滑油膜形成,提高轴承的承载能力;不同的机械加工表面下接触副平均膜厚和温度随转速和滑滚比变化趋势相同;轴承接触副润滑状态从混合润滑进入全膜润滑状态,油膜内最大温升先减小后增大;提高机械加工表面光洁度有利于提高转臂轴承润滑状态,减小最大表面下应力,提高表面接触强度。本文建立的转臂轴承热弹流混合润滑模型可以模拟接触和流体动压润滑同时存在的混合润滑状态,可以反映转臂轴承在各种工作条件下润滑性能,可以进一步判断其工作效率和使用寿命。     

表面织构参数对径向轴承流体动力润滑特性的影响

为研究表面织构参数对径向滑动轴承流体动力润滑特性的影响,建立了基于经典雷诺方程的表面织构润滑计算模型,设计了具有不同分布位置和几何参数的长方体形状的表面织构,在施加雷诺边界条件的情况下使用有限差分法求解雷诺方程,分析了织构参数对轴承静态特性的影响作用,其静特性参数包括偏心率、偏位角、最大油膜压力、最小油膜厚度、摩擦力及轴承两侧泄油量。数值计算的结果表明:表面织构可以明显改变油膜压力的分布情况,尤其当织构分布在压力下降区和最大压力附近时;与光滑轴承相比,油膜的压力分布有显著的变化,通常分布在轴承上游的织构,可以使油膜压力的峰值增大。此外,织构在轴承表面的分布位置对轴承的其他静态特性有着不同的影响。     

摇摆条件下窄通道内单相水流态转捩特性

矩形窄通道广泛应用于紧凑式换热器中,其内单相流动流态转捩特性会受到摇摆运动的影响.结合流迹显示技术,对摇摆条件下矩形窄通道内单相水从层流向湍流转变临界点附近的流动特性进行了实验研究.结果表明稳态条件下临界Re为2 550左右.摇摆条件下当Re小于2 400时,流态显示为稳定的层流,Re大于3 500时,流态为湍流,摇摆对稳定的层流区和湍流区流态没有影响;Re为2400～3 500之间时流动处于过渡区,摇摆对其流态转变有一定影响.在临界点附近摇摆振幅越大,流态转捩越容易发生;摇摆周期对流态转捩影响很小.摇摆运动改变系统重位压降及产生附加压降,从而对流态转捩的影响不可忽视.     

4种表面微观结构推力轴承的承载特性研究

设计了凹圆、凸圆、凹条、凸条4种典型的表面微观结构,并采用有限元方法对这4种表面微观结构推力轴承在液体中的承载特性进行了研究,分析了各表面微观结构轴承在不同轴承间隙、转速和液膜黏度等工况条件下对承载力的影响规律。结果表明:4种表面微观结构轴承在液体润滑条件下均能产生承载力,不同微观结构轴承在相同工况条件下承载力大小不同,推力轴承的承载力随轴承间隙的增大而逐渐降低,随轴承角速度的增大而增大,随润滑液液膜黏度的增加而增大;凸形微观结构推力轴承的承载力受轴承间隙、转速和液膜黏度的影响较大,而凹形微观结构推力轴承的承载力受以上因素的影响较小。     

微斜面式重型静压轴承润滑油膜高速特性

针对重型装备制造业中大尺寸静压轴承高速运行易引起润滑失效问题,进行了变黏度条件下静压轴承高速运行时的楔形油膜润滑性能研究.该研究依据轴承润滑理论,推导出微斜面矩形腔流量方程、静压承载力方程以及不同转速和倾角影响的微斜面动压承载力方程,利用CFD原理和FLUENT软件仿真分析轴承在较高转速100、120、140、160、180、200 r/min下油膜润滑性能,揭示出较高转速工况对油腔压力、流体流速、涡度及流量的影响规律.最后,针对一定楔形高度、较高转速下的油腔压力进行了实验测量,对理论分析和仿真模拟加以验证.研究发现:平面油垫高转速下静压失效现象极其明显,本文微斜面式静压油垫在定载荷下能很好地补偿因轴承高速运行带来的静压损失,其轴承的动压补偿值域为16％～30％,且较高转速下轴承运行实验测量与数值模拟计算结果在规律上有较好的一致性.     

输流管道流体结构互动响应研究

基于充液管系轴向流固耦合振动4方程模型,研究了连接耦合、泊松耦合、摩擦耦合 3种形式对充液管道振动响应的影响。介绍了特征线法求解过程,并对水箱-直管-阀门(RPV)管系在阀门瞬间关闭时的瞬态响应进行了数值仿真计算。结果表明,流固耦合作用对充液管道振动响应有较大影响。3种耦合作用中,摩擦耦合影响较小,连接耦合与泊松耦合影响较大。针对气液两相流动,列举了常用的压力波速计算模型,优选了合适的波速计算表达式,分析了含气率对压力波速的影响,旨在为进一步研究气液混输管道流固耦合振动提供一定的理论指导。      

加速型钻井液离心机内部流场研究

随着钻井工艺与新技术的发展,以及各种系列振动筛研发的成功,对固控系统中离心机的工作能力以及处理范围提出了更高的要求;传统的离心机受工艺水平和结构特点的约束,处理量提高的前景并不乐观;分析了目前国内、外钻井液离心机处理量无法进一步提高的制约因素;讨论了某新型钻井液离心机的工作原理和特点,认为分散加料、二次加速、从卸料端进料、框架式的螺旋结构等都是提高离心机处理量的革新技术;并对该型离心机的内部流场进行了分析和讨论,基于N-S方程以及该型号离心机的结构特点,重新定义边界条件,求解了离心机内部流场的数学模型并得出了该型离心机处理量的计算方法;经过计算和现场试验数据的对比,证明了模型的可行性.     

流体的相对论效应

以相对论原理为基础,在对流体力学基本公式化简的前提下,提出了流体的相对论效应现点,从而为与流体运动有关的问题的求解简化提供理论基础．     

甲酸钾钻井液技术现场应用

甲酸钾是国外90年代末用于钻井完井液的新型添加剂,成功地用于高密度钻井完井液体系中,具有强抑制,配伍性好,环境保护,油层保护等突出优点,着重介绍了甲酸钾在新疆克拉玛依莫北005区块MB5001井的现场使用状况,并对其钻井液技术进行了总结。现场应用结果表明,甲酸钾抑制粘土水分散膨胀能力强,控制坂含低,返出的钻屑呈小圆粒状,内部呈干性,钻井液水糊振动筛,不跑浆,具有抑制性强,失水造壁性好,润滑性好,机械钻速快,成本低,经济效益显等特点。     

有机玻璃的钻削及表面粗糙度与切削液的流体力学关系

本文主要介绍钻削加工有机玻璃，避免出现“烧焦”现象，采用矩形波占孔进刀的工艺方法；并根据流体力学的雷诺力程．导出钻削加工中表面粗糙度与切削液的关系公式．     

超临界流体萃取分离渣油及超临界流体的选择与应用

研究应用大型超临界流体萃取精密分离装置，采用iC04、nC05作为超临界流体，分离三种减压渣油。通过实验数据分析与讨论及与工业应用比较， nC05作为分离与评价渣油的超临界流体接近工业生产实际。     

利用流体中温度噪声信号的相关分析进行流速测量

通过对流体中存在的温度噪声信号的相关分析,进行相关技术用于测量气体流速的实验研究与理论分析.首先,利用相关测量系统的数学模型在PC机上进行了仿真研究,为分析各参数对相关函数的影响、改进测量方法以及研究误差产生的原因,从理论上提供了依据.其次,简要介绍了所用的实验装置、实测结果以及进一步提高测量精度的途径.     

超低渗透钻井液降滤失剂FLG的合成研究

超低渗透钻井液降滤失剂FLG是一种以植物衍生物为主的混合物，该降滤失剂加入后，可使常规钻井液成为超低渗透钻井液，该降滤失剂耐温、抗盐，对环境污染小，是一种新型的降滤失剂。     

流体消振网络对流体动力系统的结构修改及其消振作用

本文运用结构动态修改方法对流体动力系统的消振进行研究。基本原理是利用流体消振网络的反共振特性来抑制流体动力系统频率响应函数的共振峰。文中计算并实验了消振网络的阻抗特性,其中主要是反共振特性。计算方法采用了流体网络理论,分析频率范围达。1.5kHz,另外根据流体网络传输的方程计算了典型流体动力系统(单直管加负载系统)的频率响应函数,分析了因加消振网络后该频响函数的被修改情况,即消振效果。最后对这一实际系统做了针对性实验。     

废弃钻井液处理技术新进展

针对废弃钻井液处理问题,介绍固液分离法、干燥喷雾法、微波干燥法、MTC技术和新型固化技术,提出新思路.