油气润滑管道环状流形成及影响因素研究

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1、·机械制造·曾宪文，等·油气润滑管道环状流形成及影响因素研究油气润滑管道环状流形成及影响因素研究曾宪文，孙启国，吕洪波(北方工业大学机电工程学院，北京101~)摘要：建立了油气润滑系统中内径为6ITIm的水平管模型，利用FLUENT仿真软件对管内油气两相环状流进行了数值模拟，研究分析了油液速度、气体速度对环状流质量的影响。结果表明，气体速度是影响环状流质量的主要因素，在油量一定时气体速度为60m／s～80m／s时形成的环状流品质较好。关键词：润滑系统；油气润滑；FLUENT；水平管；环状流中图分类号：THI17．2文献标志

2、码：A文章编号：1671—5276(2014)03—0060·03ResearchonAnnularFlowForminginGas·0ilLubricationPipeandAfectingFactorsZENGXian．wen，SUNQi．guo，LYUHong—bo(CollegeofMechatronicalEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing101~，China)Abstract：Aninnerdiameterof6mmhorizontalpip

3、emodelingas—oillubricationsystemisestablished．ThetwophaseannualflowwithoilandgasissimulatedbyFLUENT．TheinfluenceofO_landgasvelocityontheannualflowisstudied．Theresultsshowthatthequalityoftheannularflowismainlyafectedbythegasvelocity，Itsqualityisbetterwhenthegasvelo

4、cityisbetween60m／sand80m／swiththequantitativeoil．Keywords：lubricationsystem；gas-oillubrication；FLUENT；horizontaltube；annualflowl-1几何模型0引言主要研究油液和气体在水平输送管内流动形成稳定油气润滑作为一种新兴的环保、节能型润滑技术，能够环状流的过程，故忽略其上游混合器和下游分配器的结为在高速、重载、高温等环境下工作的装备提供精准、连续、稳构，只对管道进行二维建模。实验室及现场生产中，混合定的润滑

5、⋯。油气润滑是将润滑油和气体在混合器中进行器后部管道直径为D2mm-D18mil不等，管长由现场装混合后流动，并在后部输送管路中发展成为环状流并进入分备和油气润滑系统安装距离决定，但过小的管长不足以发配器。到达润滑点进行润滑。由于实现对输送油量的高精展出环状流型，管长一般最小为0．5Ill，最长可达10m。度输送和高效率利用，既满足了装备润滑的需求又不造成润为加快计算速度，本文仿真中，设定水平管内径选为最常滑油过多浪费，油气润滑正逐渐代替如油雾润滑等方式，应用的D6rflrfl，管长为500rnm。参考HuaweiHan等

6、人的建用日益广泛。从油气润滑原理上讲，需要在管道中形成油气模方式，建立模型如图1所示，其中管道中心为气体人两相状环流，即要求低速流动油液在高速气体的作用下，贴口，尺寸为D5mm，其余环状部分为油入口。近管壁以环状流连续流动无断续；从装备润滑要求上看，由于对润滑油量的精确计算，要求每次供油都能平稳送油，使得单个润滑周期内，装备不因缺油而造成发热和磨损，也不因油多而造成浪费。因此将油气环状流的优劣用连续性、图1管道几何模型均匀性、平稳性三个指标评价，即油气管道中油膜连续，沿流动方向各截面油液的含率波动小，经过出口截面处油液质量

7、1-2理论方程流量随时间波动性小。本文以气液两相流理论为基础，基于FLUENT仿真软油气二相流动过程的数值仿真受物理守恒定律的支件，考虑了重力对油气流动过程的影响，对油气在混合器后配，基本的守恒定律包括：质量守恒定律、动量守恒定律。部水平输送管内环状流的形成发展进行了数值仿真，分析了控制方程是这些守恒定律的数学描述：气体速度和油液速度两个因素对环状流稳定性的影响。1)质量守恒方程0w++一：0(111水平管内油气环状流仿真模型砂式中，“，，W为流体质点，_y和方向的速度分量。建立2)动量守恒方程基金项目：北京市属高等学校人

8、才强教计划资助项目(PHR201107109)作者简介：曾宪文(1987-)，女，山东济宁人，硕士研究生，主要从事油气润滑关键技术研究及成套设备研发。·60·http：fZZHD．chinajourna1．net．onE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械静】造与自动化》