旋流器内超重力聚结过程的试验研究

通过试验，定量地研究了旋流器——一种静态超重力器的入口雷诺数、溢流分率、溢流口直径、尾管长度、分散液滴浓度和粘度对超重力聚结过程的影响。结果显示，在正常的入口直径(本试验条件中为3．5mm和4．8mm)下，入口直径及入口流量对聚结的影响主要可归结为入口雷诺数的影响，且存在最佳入口雷诺数值60000；溢流分率的减小、溢流口的增大、尾管长度的加长都会改善聚结效果；分散液滴浓度对聚结的影响虽不很明显，但分散液滴浓度的增加对聚结也有一定的促进作用；低粘度的分散液滴更易聚结。     

水力旋流器分离效率影响因素的研究进展

旋流器分离效率的影响因素有结构参数、操作参数和物性参数。结构改进和新型旋流器对油水分离效率有较大改善,但提高潜力有限;操作参数的优化可以达到最高分离效率,但受结构和物性限制;油水性质是影响分离效率的决定因素。对油水物性的研究和改善将是未来旋流器发展的方向。     

聚结分离器油水分离效率模拟试验研究

为了能经济、快速地研究聚结分离器内部流场,简化影响因素,提高含油污水分离效率,首先利用软件对聚结分离内部堰板结构的流场进行模拟分析。模拟得到当入口流速为0.088m/s,入口管流和堰板的夹角60°时,流场稳定,有利于后续沉降分离。然后在室内搭建试验平台,在模拟条件下,以分离效率为研究对象,在研究板间距、板组数量、温度对油水两相聚结分离的影响。试验结果得到当聚结板板间距为1/4 in、采用双组板时,聚结分离器分离效率最高。     

除砂旋流器分离效率试验研究

介绍了除砂旋流器的试验流程,对影响除砂旋流器分离效率的几个因素进行了详细的试验研究,分析了入口流量、压力和底流口直径对分离效率的影响。     

旋流器内空气柱形成与发展及其对分离的影响

空气柱是固一液型旋流器流场中的一种特有现象,它对旋流器的分离性能有重要影响.采用流体体积函数模型模拟了空气柱的形成与发展过程,探讨了空气柱形成和发展的机理,分析了空气柱对旋流器溢流比、流场湍流结构、能耗的影响,并采用随机轨道模型分析了空气柱与分级效率的之间的关系.结果表明,空气柱导致旋流器溢流比、湍流强度及能耗增大,分级效率降低.为了降低能耗、提高分离效率应尽可能减小或消除空气柱.     

除油旋流器中的油滴粒径分布及其影响因素

分别采用等动量装置和压力缓冲装置对除油旋流器的进出口和器壁进行油水混合物的联样，并通过CILAS激光粒度分析仪对其粒度分布进行测量，分析了旋流器中的油滴粒径分布及其影响因素。     

分散相在水力旋流器内分离效率的数值模拟研究

依据计算流体动力学(CFD)的计算方法,采用CFD软件包FLUENT对水力旋流器的气-固-液三相流流场进行了数值模拟研究。追踪了水力旋流器中颗粒相的运动轨迹,根据模拟结果研究了操作参数、结构参数与分离效率的关系并利用正交试验法对影响分离效率的各因素进行综合评价。文章最后针对研究的局限性提出了自己的展望。文章为更深入地研究水力旋流器的多相流动提供了基础和参考。     

简体结构对轴流式气液旋流器分离性能的影响

试验研究了不同简体结构的轴流式气液旋流器的分离效率和阻力损失性能,试验研究表明,在流速相对较低时,管锥式旋流器的分离效率要高于管柱式,而在流速较高时,管柱式旋流器的分离效率要高于管锥式。对于一定的处理量（即流速一定）,管锥式旋流器的压降损失要低于管柱式。     

油水分离旋流器性能评价研究

提出以分离性能和处理单位体积油水混合物能耗衡量旋流器性能的优劣。归纳出5种衡量旋流器分离性能的指标，在分析了影响分离性能的各种因素后认为，分散相粒径是影响分离性能的最重要因素。提出了唯一正确的旋流器评价方法。     

溢流管开缝对旋流器分离性能影响研究

针对水力旋流器分离过程中溢流管内部流体高速旋转造成的大量能量损失,基于压降机理,增加溢流管过流量可降低旋流器内部流体动能损失,将直径为100 mm型号旋流器溢流管设计为：水平开缝、上倾开缝、下倾开缝的渐缩开缝型溢流管。选用多相流VOF模型和雷诺应力模型（RSM）计算不同型号旋流器的分离性能,对旋流器内部速度场、压力场进行了细致分析,并在相同实验条件下对改进前后的水力旋流器进行物料分离实验,研究新型水力旋流器节能效应。结果表明：压降降低主要与轴向速度、切向速度衰减、压强降低梯度有关。入口流量在880～1 000 mL/s范围内,溢流管水平开缝、上倾开缝、下倾开缝的旋流器与常规旋流器分离效率基本趋同,且在入口流量为980 mL/s时分离效率达到最高,此时相较于常规型水力旋流器压降降幅率分别为23.79%、11.65%、26.46%,节能效果显著。     

润滑油聚结-真空组合分离脱水性能研究

结合润滑油真空分离极限含水量低和聚结分离脱水效率高的优点,提出润滑油聚结-真空组合分离脱水技术。介绍聚结-真空串联组合和聚结-真空一体式组合2种分离装置的结构原理和工作方式,选取L-TSA46汽轮机油作为试验对象,在相同条件下对2种分离装置脱水性能进行对比试验。结果表明:2种分离装置的脱水性能非常接近,聚结-真空串联组合分离装置的脱水效率略高于聚结-真空一体式组合分离装置,但聚结-真空串联组合分离装置体积较大,且其真空泵需连续工作因而磨损较快。     

喷射油滴沉积油膜的流动铺展特性研究*

航空齿轮和航空发动机主轴轴承都采用喷油润滑的方式进行润滑,喷射油滴与机械零件表面碰撞后形成的沉积油膜的流动特性影响着机械零件的润滑状态和功能。由于有关喷射油滴与固体表面碰撞形成沉积油膜及其流动铺展特性研究较为鲜见,已有的相关研究集中于液滴/固体壁面正碰撞条件下的非油类液膜流动分析,故而对机械零件相关润滑分析计算支持极为有限。采用VOF方法建立了喷射油滴/固体壁面斜碰撞及其沉积油膜流动铺展数值分析模型,通过试验研究对数值分析模型进行了修正,进而基于此数值分析模型分析了航空传动零件润滑等效条件下喷射油滴/固体壁面斜碰撞沉积油膜流动铺展特性,通过与国外相关试验结果的对比验证了所提出的数值分析模型的正确性和实用性。所开展的喷射油滴沉积油膜的流动铺展特性研究,为航空机械零部件润滑计算提供了技术方法和基础数据,对于实现航空机械零部件精确润滑设计有明显的工程意义。     

油品聚结与真空脱水试验系统的设计

水分含量过高会对油品的理化性质和使用性能产生不利影响。该文设计并研制了一套聚结与真空脱水试验系统,通过不同油品脱水性能的试验,得出一些外部因素对其脱水效果的影响规律,从而为设计脱水效率更高的聚结与真空脱水设备提供一定的参考依据。     

微量供油条件下润滑油液滴的生长与脱附

润滑油液滴的生长与脱附性能对于微量供油过程和微量润滑效果有重要影响。采用试验和数值仿真相结合的方法,研究微量供油条件下、在重力环境中的润滑油液滴在毛细管出口端的生长与脱附行为,考察毛细管管径和表面润湿特性变化对润滑油液滴脱附性能的影响。结果表明,润滑油液滴的生长与脱附是毛细力、黏性力、表面张力和重力等共同作用的结果;减小毛细管管径或增大润滑油液滴在毛细管表面的接触角,均可有效减弱毛细效应,降低润滑油液的爬移高度和脱附粒径,改善液滴脱附性能;毛细管管径由1.2 mm减小至0.7 mm过程中,液滴脱附粒径减小了4.5%;接触角由5°逐渐增加至90°的过程中,液滴脱附粒径减小了9.3%;通过选用低表面能材料制作微量供油的毛细管可以显著增大接触角。     

Coalescence and breakup of contact areas: Effects on surface temperatures

In a study of the mechanisms by which thin polymeric films can prevent or delay the onset of fretting corrosion, experimental observations were made of the apparent real area of contact and temperatures generated by friction in a dry-sliding system consisting of stationary polymer-coated steel balls loaded against a vibrating sapphire disk. Five different polymers were used in the original study at vibrating frequencies ranging from 100 to 200 Hz and amplitudes from 20 to 100 μm; but this paper focuses on only one of these—polystyrene coated steel balls in contact with sapphire. Surface temperatures generated by friction were measured using an infrared microscope system. A photomacro/video technique was developed to view the fretting contact interface and to measure the size and distribution of the real areas of contact. The experiments revealed several complex patterns and unusual phenomena. In one example of behavior, a number of small contact patches would suddenly coalesce into one larger contact patch and then break up again into a similar collection of separate patches. This coalescence and breakup occurred at a regular frequency which was much lower than the oscillating frequency. In addition, significant surface temperature spikes corresponding to the occurrence of coalesced areas were observed.A general thermal model previously developed was used to theoretically predict the temperatures corresponding to the experimental conditions [Furey MJ, Vick B, Foo SJ, Weick BL. A theoretical and experimental study of surface temperatures generated during fretting. In: Proceedings of Japan international tribology conference, Nagoya, Japan, 29 October 1990–1 November 1990, vol. II, pp. 809–14; Vick B, Furey MJ. A basic theoretical study of the temperature rise in sliding contact with multiple contacts. Tribology International 2001;34:823–29]. The thermal model consists of a sliding pair of any material combination with three-dimensional and transient conditions. The key feature is the contact area, which is modeled as a collection of rectangular patches in which each patch can have any specified size, shape, position, and time duration. In this way, each contact has a unique start and finish time and the entire collection of contacts can evolve with time in any specified manner. This provides the flexibility to model everything from hard, brittle surfaces such as ceramics to softer, deformable surfaces such as polymers.Using the changes in the apparent real area of contact as observed in the experiments, the theoretical model predicted surface temperatures in close agreement with experimental values. The results of this study show not only that the area of contact is complex and dynamically changing, but that the surface temperatures produced are extremely sensitive to the real area of contact. Although the fundamental mechanisms for the observed phenomena of breakup, coalescence and motion of contact areas are unknown, the study is important since it illustrates the connection between areas of contact and surface temperature—a key unknown which influences physical and chemical behavior in tribological processes.     

油中溶解气体分离系统的研究

基于目前在线监测技术的发展,针对变压器油气分离现状,为了提高色谱在线监测系统的可靠性,研制出一种油气分离系统.该系统主要包括真空脱气和自动进样系统,涉及到温度控制和电磁阀控制,研究发现:该系统主要通过油缸、气缸,然后借助搅拌电机实现油气分离,在20 min内脱气率已经达到97.3％.试验表明:该系统能够快速实现真空脱气,对色谱在线监测技术具有很好的辅助作用.     

基于CFD的离心式油气分离器分离效率研究

针对喷油螺杆压缩机的油气分离器,采用Fluent软件对气液两相流场进行了数值模拟。先用RNGk-ε模型计算连续相的压缩空气,得到分离器内旋转流场的速度分布特征,再用DPM模型加入离散相的液态油滴计算,追踪离散相的运动轨迹。依据两相流场数值模拟的结果,计算得到油气分离器的分离效率,并研究了影响油气分离器分离效率的因素,为油气分离器的优化设计提供了理论依据。