油氣潤滑系統(tǒng)中彎管內(nèi)油氣兩相流數(shù)值仿真

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1、·機(jī)械研究與應(yīng)用·2013年第4期(第26卷，總第126期)應(yīng)用與試驗(yàn)油氣潤滑系統(tǒng)中彎管內(nèi)油氣兩相流數(shù)值仿真曾憲文，孫啟國，呂洪波(北方工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，北京100144)摘要：基于FLUENT對(duì)油氣潤滑系統(tǒng)中常見的豎直向下彎管的油氣兩相流場進(jìn)行了仿真。通過分析彎管處流場的特性，研究了彎管對(duì)油氣兩相流的影響。結(jié)果表明：彎管對(duì)油氣兩相環(huán)狀流有破壞作用，且這種影響會(huì)需要到達(dá)直管一定距離后才會(huì)消失。關(guān)鍵詞：油氣潤滑；FLUENT；彎管；油氣兩相流中圖分類號(hào)：TH117．1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1007-

2、4414(2013)04-0077-03NumericalSimulatiOn0foil—airTwo—phaseFlowinElbowofthe0il～AirLubricationSystemZENGXian-wen，SUNQi-guo，LVHong-bo(CollegeofMechanicalEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，Bering100144，China)Abstract：Oil-airtwo-phaseflowinelbowofthe

3、oil-airlubricationsystemissimulatedbasedOI1FLUENT．Theelbowre—flects0noil-airtwo-phaseflowisresearchedthroughstudyingtheflowfieldcharacteristic．Theresultsshowthatoil—airannn—larflowwillnotbedisruptedbyelbowuntiloil—airflowreachtoacertainlengthofstraightpi

4、pe．Keywords：oil—airlubrication；FLUENT；elbow；oil-airtwo-phaseflow1引言三維模型，對(duì)彎管部分油氣兩相流場進(jìn)行分析，得到油氣潤滑作為一種先進(jìn)的潤滑技術(shù)，正被越來越其速度場及壓力場的分布，并分析出口處的平均壓多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。油氣潤滑實(shí)現(xiàn)高力、速度值及潤滑油流量的波動(dòng)來研究彎管對(duì)油氣潤效潤滑關(guān)鍵技術(shù)之一就是要求潤滑油能夠精細(xì)、穩(wěn)定滑效果的影響。地到達(dá)潤滑點(diǎn)?，這就要求油氣潤滑系統(tǒng)管路中的2仿真模型的建立油氣兩相環(huán)狀流能夠保持一定的穩(wěn)定

5、性。生產(chǎn)實(shí)其仿真模型如圖1所示，前半部分為油氣混合腔際中針對(duì)不同的工況，油氣潤滑系統(tǒng)的布置是非常復(fù)體，混合管直徑為10mm，水平直管段長度為400雜的，油氣混合設(shè)備的安裝位置受到場地區(qū)域、待潤mm，豎直向下部分長為100mm，彎曲半徑為7．5滑設(shè)備的結(jié)構(gòu)形狀等的限制及潤滑設(shè)備同時(shí)存在多mm。對(duì)彎管部分劃分網(wǎng)格如圖2所示。采用結(jié)構(gòu)化個(gè)潤滑點(diǎn)，這些因素決定了油氣輸送管布置形式必然的四面體網(wǎng)格，為了獲得油液沿壁面的分布特性，對(duì)是多種多樣。而彎管是其中最常見的一種形式，彎管壁面采取邊界層。對(duì)油氣兩相環(huán)狀流的影響

6、是環(huán)狀流出現(xiàn)不穩(wěn)定的一個(gè)重要原因，因此對(duì)混合器出口處布置彎管部分研究意義。管路結(jié)構(gòu)形式對(duì)于兩相流的影響，也有大量的研究。有些學(xué)者對(duì)油氣兩相流流過彎管的局部特性進(jìn)圖1豎直向下的彎管行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，提出了新的計(jì)算彎管壓力損失的計(jì)算公式“。隨著計(jì)算機(jī)水平提高，丁玨等人采用數(shù)值模擬的方法，對(duì)90。方截面彎管的流動(dòng)特性進(jìn)行了研究，為管內(nèi)流體的研究提供了一種新的方法。高忠信、鄧杰等采用了數(shù)值仿真的方法，研究圖2彎管網(wǎng)格模型了180。圓彎管內(nèi)的氣液兩相流的流體特性，數(shù)值計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合，證明了數(shù)值方法的正確

7、性。為便于后面的分析描述，對(duì)彎管部分橫截面所處以上研究針對(duì)油氣潤滑其油液較少的情況研究較少。位置做出如圖3所示定義轉(zhuǎn)角O／，順時(shí)針方向?yàn)檎?。筆者將對(duì)豎直向下彎曲管路，利用FLUENT建立收稿日期：2013—05—28基金項(xiàng)目：北京市屬高等學(xué)校人才強(qiáng)教計(jì)劃資助項(xiàng)目(PHR201107109)作者簡介：曾憲文(1987一)，女，山東濟(jì)寧人，碩士，研究方向：油氣潤滑設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)及其成套設(shè)備研發(fā)。·77·應(yīng)用與試驗(yàn)2013年第4期(第26卷，總第126期)·杌械研究與應(yīng)用·外壁油膜幾乎消失。在豎直向下管道，由于

8、重力的作用，出現(xiàn)向下流動(dòng)的油液波浪，擠壓氣體通道，造成壓外凸面力損失。提取進(jìn)入彎道O／=o截面和進(jìn)入豎直管道O／=90。兩個(gè)截面上含油率和壓力值如表1所示。I‘i酒圖3彎管截面的示意圖3仿真條件設(shè)置把圖2所示的網(wǎng)格文件導(dǎo)人FLUENT仿真軟件圖5彎管橫截面油氣分布圖中。仿真環(huán)境及初始條件設(shè)置如下：(1)仿真環(huán)境的設(shè)置筆者不考慮能量的交換表1彎管入口出口截面上含油率與壓力值過程，因此將不選擇能量方程，根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)置工作環(huán)境為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，