油气润滑环状流在圆弧型三通管中的分配特性

运用FLUENT仿真软件对改进的三通管道进行了数值模拟,得出了管中流场的压力场和速度场的分布图,研究了油气润滑环状流在圆弧型三通管中的分配特性,并通过数值计算验证了设计的合理性,有效的避免康达效应对油气环状流分配的影响。结果表明:与T型三通管道相比,圆弧型三通管道的气液相分流系数较为稳定,接近于理想值,对油液的分配更为均匀,稳定性更好。此外,圆弧型三通管道更有利于油气环状流的均匀分配,可有效优化流场,该结果将为油气润滑系统中管路结构设计与加工提供科学依据。     

康达效应对油气环状流分配特性的影响

基于Fluent流体力学软件对T型三通管道模型进行数值模拟,研究入口流型为环状流时,T型三通的气液相的质量流量、速度和压强的分布规律,特别是康达效应对以上分布规律的影响导致的油气分配的不均匀性。结果表明,连接处两支管曲率半径有差异时,康达效应导致油气环状流的分配出现不均性,曲率越小,支管内气相质量流量越大,液相质量流量越小;支管连接处曲率越小,曲率小的一侧支管出口的气相速度越大,反之,则越小;T型三通连接处入口的压强较高,压力梯度较小,水平支管中曲率小的一侧支管的压力梯度比曲率大的一侧大。     

渐扩管内气液环状流附壁特性研究

利用Fluent软件模拟了油气两相流在渐扩管内的液相的附壁情况,得到了渐扩管扩张段的速度场和压力的分布规律,并分析了改变渐扩管的扩张角对扩张段环状流液膜附壁的影响。结果表明,渐扩管扩张段的锥角对环状流液膜的附壁有很大的影响,扩张段横截面的速度差值和压降随扩张角增大而增大,但是轴向梯度力却随之减小。这些结论对油气润滑系统中的输运有指导意义。     

油气润滑气液两相环状流流动特性分析

建立油气润滑气液两相环状流的数学模型,通过Fluent仿真,研究水平管内环状流的形成机制以及油气流速对其影响趋势。结果表明:气液两相流型随气相速度的变化,从分层流向环状流和雾状流转变,其中分层流向环状流的转变是附壁效应和气相涡旋流动的结果,环状流向雾状流的转变是气相撕裂油相形成细小油滴,并均匀混合的结果;在一定范围内最短进口长度和气速成正比关系。     

基于大涡数值模拟的磨粒流流场仿真分析

针对磨粒流在非直线管类零件中磨削效果受速度影响及磨削不均匀的问题,应用流体力学软件Fluent,采用Eulerian-Eulerian（欧拉—欧拉）固-液两相流大涡模拟湍流模型与SIMPLE算法,对不同入口速度条件下U型管内磨粒流的流动状态进行了数值模拟研究。对比分析了6种不同速度入口条件下的静态压强、壁面剪切力以及湍流粘度的分布,并分析了入口条件不变情况下的速度分布矢量图和U型管不同位置的速度分布截面图。研究结果表明,增大磨粒流的入口速度有利于提高其对U型管内表面的磨削效果,且在U型管的入口段部分磨削效果较均匀,在弯管部分的0°~30°截面间对内侧壁面的磨削效果要好于外侧壁面,在弯管部分的60°~180°截面间以及在出口段部分,对外侧壁面的磨削效果要好于内侧壁面。     

油气分配器结构设计对油气分配性能的影响

本文在原有的油气分配器的基础上,设计了一种新型的油气分配器,并基于CFD仿真原理,建立了设计后的油气分配器流体域模型,仿真了导流槽底面分别为平面,球面和锥面三种情况下油气分配器分配界面、导流槽中截面、出口油气两相流的流体分布,并提取了各自出口油液和气体的质量流量,分析了导流槽底面结构对油气分配器分配性能的影响。结果表明,球面和锥面导流槽均提高了油气分配器油液分配的均匀性和稳定性,改善了出口油液的流型,形成薄的环状油膜,其中锥面导流槽油气分配器分配性能最好。     

分配孔数对油气分配器分配性能的影响分析

建立了油气润滑系统油气分配器的流体域仿真模型,基于该模型仿真了均匀和不均匀环状流两种入口工况下分配器分配界面油气两相的流体分布,提取了不同分配孔数的出口油液和气体的质量流量,分析了分配孔数对油气分配器分配性能的影响。结果表明,分配孔数的增加提高了油气分配器对油液分配的均匀性和稳定性,分配孔增加到一定数目后,可以在一定程度上克服重力的影响,但对油气分配器的分配性能改善较小。     

基于ECT对油气润滑中油膜厚度的研究

油膜厚度是评价油气两相环状流的重要指标.论文利用ECT电容层析成像传感器,在油气润滑实验台上,研究了不同单次供油量下水平输油管内的油气两相流油膜厚度变化规律.实验结果表明：随着供油量的逐渐增大,油膜厚度经历了从极薄且不稳定,到油膜较厚相对稳定,到油量沉积、流型变化的过程;在供油量较小的时候,油膜在弯曲管路容易断裂,当供油量较大时,油膜容易在弯曲管路发生堆积.     

管内螺旋导流板引发的气液两相旋流场

用数值模拟的方法研究某种螺旋导流板结构引发的管内气液两相旋流的流动特点。空气为主相,水为次相,入口为雾状流。研究旋转给流型转变、气液相分布、速度分布及旋流衰减带来的影响。发现雾状流在螺旋导流板的作用下,转变为环状流。螺旋导流板内有二次涡的生成,且二次涡结构不断发展变化,离心力分布不均匀而形成沿管壁周向不连续的液膜;流出螺旋导流板后,二次涡会衰减消失,流体做螺旋向前运动,液膜沿圆管周向逐渐分布均匀。管中心处气相切向速度小,气相切向速度较大的区域远离旋流中心区,旋流中心与圆管中心存在小的偏心距;与直管及螺旋纽带相比,螺旋导流板引发的气液两相旋流在圆管中心的气相轴向流速远高于光管和螺旋纽带;与螺旋纽带相比,螺旋导流板引发的旋流强度更大且衰减减慢。     

两相流中气泡含量对大型可倾瓦径向轴承性能影响的试验研究

可倾瓦滑动轴承是大型燃气轮机等旋转机械的重要部件,转子与轴瓦间隙内为复杂的油气混合两相流,其特性直接影响轴承性能.为了研究油气两相流对可倾瓦轴承性能的影响,本研究搭建了高速可倾瓦滑动轴承实验台,针对大尺寸定向润滑可倾瓦径向滑动轴承,在多载荷和多转速工况下进行不同气泡率的油气两相流试验.通过试验研究载荷、转速和两相流中气泡率对可倾瓦滑动轴承油膜压力、油膜厚度、瓦面温度和电动机功率的影响.相关试验结果有助于解释和理解空穴和贫油效应,并为优化可倾瓦轴承性能提供依据.