滚动活塞压缩机径向间隙气泡特性的研究
发布时间：2020-12-22 22:12
压缩机径向间隙微通道油膜气泡的研究对于提升径向间隙油膜的性能具有重要的现实意义。但目前对于微通道气泡的研究多为静止腔体内的气泡形态特征的研究,而鲜有研究关注运动副中的气泡以及气泡对承载油膜的影响。本文以滚动活塞压缩机的径向间隙微通道油膜为研究对象,以理论计算的方法分析了油膜的压力和速度分布,初步确定了油膜内气泡的性质;在此基础上建立了径向间隙微通道的CFD仿真模型,探究了转子转速和润滑油粘度对气泡的影响,分析了微通道内的的压力和速度迹线,阐述了各因素对气泡的影响机理;利用高速摄影对等效观测装置中的径向间隙微通道进行实时观测,探究了转速、粘度、间隙值、含油量对气泡的影响,验证了仿真模型的正确性。本文的主要研究内容如下:(1)从径向间隙的几何关系出发,推导了径向间隙油膜压力与速度分布的计算公式,通过拟合方法计算了油膜压力,并将压力拟合曲线与速度曲线相结合进行了分析,获得了压力与速度的变化规律。根据空化产生的条件,将油膜压力与饱和蒸气压相比较,获得了不同转速下气泡的性质以及能够产生空化的临界转速,判断了压缩机径向间隙油膜内气泡的性质。以本文所用三菱滚动活塞压缩机为例,在低于临界转速(5687...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１滚动活塞式压缩机运动副??
从这三种方目研现。??１．２．１理论研究方面??早在１９９０年，就有学者Ｃｏｓｔａ粗略观测到了在压缩机径向间隙的油膜内存在气泡的??现象［２］，如图１－１，但其后却鲜有人研宄，尤其是关于微通道的问题直到２１世纪初左右??才逐渐受到关注和重视。２００５年Ｃｈａｎｄａｎ?Ｍｉｓｈｒａ发表的博士论文［３］采用去离子水和制冷??剂作为工作介质，通过一系列的实验研究，详尽讨论了微通道内气蚀气泡现象的流态特??征和内在机理，对比了微观和宏观气蚀现象的异同，该论文是近年来系统化研宄微气蚀??现象为数不多的几本专著之一。直至近几年，水力机械密封端面的气蚀现象最先被观测??出来［４］，并以综述的形式详尽阐述了形成的机理。但在其他较为复杂的气液两相流微通??道结构中，混合的气液湍流无法确定产生的气泡是与液体发生气蚀还是其他因素导致的??气体析出，因而在随后的研宄中多为对于气泡本身形态特性的研究。??Ｒａｄｉａｌ?ｃｌｅａｒａｎｃｅ?卩］??
１．２．１理论研究方面??早在１９９０年，就有学者Ｃｏｓｔａ粗略观测到了在压缩机径向间隙的油膜内存在气泡的??现象［２］，如图１－１，但其后却鲜有人研宄，尤其是关于微通道的问题直到２１世纪初左右??才逐渐受到关注和重视。２００５年Ｃｈａｎｄａｎ?Ｍｉｓｈｒａ发表的博士论文［３］采用去离子水和制冷??剂作为工作介质，通过一系列的实验研究，详尽讨论了微通道内气蚀气泡现象的流态特??征和内在机理，对比了微观和宏观气蚀现象的异同，该论文是近年来系统化研宄微气蚀??现象为数不多的几本专著之一。直至近几年，水力机械密封端面的气蚀现象最先被观测??出来［４］，并以综述的形式详尽阐述了形成的机理。但在其他较为复杂的气液两相流微通??道结构中，混合的气液湍流无法确定产生的气泡是与液体发生气蚀还是其他因素导致的??气体析出，因而在随后的研宄中多为对于气泡本身形态特性的研究。??Ｒａｄｉａｌ?ｃｌｅａｒａｎｃｅ?卩］??Ｏｉｌ?ｆｉｌｍ?＼?Ｂｕｂｂｌｅ?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ??Ｇａｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｈｉｇｈ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃａｖｉｔｙ?Ｇａｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｌｏｗ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃａｖｉｔｙ??图１－２泄漏流动模式??Ｆｉｇ．?１－２?Ｌｅａｋａｇｅ?ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎ??Ｇ．?Ｒｏｃｃｏ等人［５］基于线性低压压缩机的己有实验和数值研究成果，使用ＢｉＧｌｏｂａｌ稳??定性分析以研究通过压缩机通道产生的流体不稳定性。该方法解决了边界层在Ｒｅ??２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于压力溶气的微气泡生成实验研究[J]. 李景明,樊玉光,韩健,刘钊. 西安石油大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]微通道内气液Taylor流网格局部加密数值模拟[J]. 王长亮,王元凯,王永庆,靳遵龙. 低温与超导. 2017(11)
[3]聚焦十字型微通道内高黏流体中气泡生成动力学[J]. 张翀,付涛涛,姜韶堃,朱春英,马友光. 化工学报. 2018(02)
[4]T型内螺纹微型管内Taylor流流型变化的数值研究[J]. 叶文林,鄢志鹏,张莹,孙金丛,程毅. 化学工程. 2017(09)
[5]进气方向对文丘里微气泡发生器气泡直径的影响[J]. 曹俊雅,马梦杰,李平平,李向阳,杨超. 黄金科学技术. 2017(05)
[6]多微通道内两相流动阻力特性及气泡行为[J]. 严润刚,潘良明,何辉,黄豪杰,李鹏斐. 化工学报. 2017(S1)
[7]微通道内液-液泰勒流传热的计算流体力学模拟[J]. 李婷,许松林. 化工进展. 2017(06)
[8]非均匀润湿性微通道表面池沸腾换热特性[J]. 柴永志,张伟,李亚,赵亚东. 化工学报. 2017(05)
[9]环状流气泡雾化机理分析及实验研究[J]. 方勇,丘纪华,汤小俊,杨双洁. 热能动力工程. 2017(04)
[10]微尺度相分离器不同结构的数值研究[J]. 安宾,徐进良. 华北电力大学学报(自然科学版). 2017(01)
博士论文
[1]液体压电泵中气泡控制的机理、方法及效果研究[D]. 陈松.吉林大学 2016
硕士论文
[1]滚动活塞压缩机径向间隙工质泄漏的仿真与实验研究[D]. 马小波.广西大学 2017
本文编号：2932522
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１滚动活塞式压缩机运动副??
从这三种方目研现。??１．２．１理论研究方面??早在１９９０年，就有学者Ｃｏｓｔａ粗略观测到了在压缩机径向间隙的油膜内存在气泡的??现象［２］，如图１－１，但其后却鲜有人研宄，尤其是关于微通道的问题直到２１世纪初左右??才逐渐受到关注和重视。２００５年Ｃｈａｎｄａｎ?Ｍｉｓｈｒａ发表的博士论文［３］采用去离子水和制冷??剂作为工作介质，通过一系列的实验研究，详尽讨论了微通道内气蚀气泡现象的流态特??征和内在机理，对比了微观和宏观气蚀现象的异同，该论文是近年来系统化研宄微气蚀??现象为数不多的几本专著之一。直至近几年，水力机械密封端面的气蚀现象最先被观测??出来［４］，并以综述的形式详尽阐述了形成的机理。但在其他较为复杂的气液两相流微通??道结构中，混合的气液湍流无法确定产生的气泡是与液体发生气蚀还是其他因素导致的??气体析出，因而在随后的研宄中多为对于气泡本身形态特性的研究。??Ｒａｄｉａｌ?ｃｌｅａｒａｎｃｅ?卩］??
１．２．１理论研究方面??早在１９９０年，就有学者Ｃｏｓｔａ粗略观测到了在压缩机径向间隙的油膜内存在气泡的??现象［２］，如图１－１，但其后却鲜有人研宄，尤其是关于微通道的问题直到２１世纪初左右??才逐渐受到关注和重视。２００５年Ｃｈａｎｄａｎ?Ｍｉｓｈｒａ发表的博士论文［３］采用去离子水和制冷??剂作为工作介质，通过一系列的实验研究，详尽讨论了微通道内气蚀气泡现象的流态特??征和内在机理，对比了微观和宏观气蚀现象的异同，该论文是近年来系统化研宄微气蚀??现象为数不多的几本专著之一。直至近几年，水力机械密封端面的气蚀现象最先被观测??出来［４］，并以综述的形式详尽阐述了形成的机理。但在其他较为复杂的气液两相流微通??道结构中，混合的气液湍流无法确定产生的气泡是与液体发生气蚀还是其他因素导致的??气体析出，因而在随后的研宄中多为对于气泡本身形态特性的研究。??Ｒａｄｉａｌ?ｃｌｅａｒａｎｃｅ?卩］??Ｏｉｌ?ｆｉｌｍ?＼?Ｂｕｂｂｌｅ?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ??Ｇａｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｈｉｇｈ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃａｖｉｔｙ?Ｇａｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｌｏｗ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｃａｖｉｔｙ??图１－２泄漏流动模式??Ｆｉｇ．?１－２?Ｌｅａｋａｇｅ?ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎ??Ｇ．?Ｒｏｃｃｏ等人［５］基于线性低压压缩机的己有实验和数值研究成果，使用ＢｉＧｌｏｂａｌ稳??定性分析以研究通过压缩机通道产生的流体不稳定性。该方法解决了边界层在Ｒｅ??２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于压力溶气的微气泡生成实验研究[J]. 李景明,樊玉光,韩健,刘钊. 西安石油大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]微通道内气液Taylor流网格局部加密数值模拟[J]. 王长亮,王元凯,王永庆,靳遵龙. 低温与超导. 2017(11)
[3]聚焦十字型微通道内高黏流体中气泡生成动力学[J]. 张翀,付涛涛,姜韶堃,朱春英,马友光. 化工学报. 2018(02)
[4]T型内螺纹微型管内Taylor流流型变化的数值研究[J]. 叶文林,鄢志鹏,张莹,孙金丛,程毅. 化学工程. 2017(09)
[5]进气方向对文丘里微气泡发生器气泡直径的影响[J]. 曹俊雅,马梦杰,李平平,李向阳,杨超. 黄金科学技术. 2017(05)
[6]多微通道内两相流动阻力特性及气泡行为[J]. 严润刚,潘良明,何辉,黄豪杰,李鹏斐. 化工学报. 2017(S1)
[7]微通道内液-液泰勒流传热的计算流体力学模拟[J]. 李婷,许松林. 化工进展. 2017(06)
[8]非均匀润湿性微通道表面池沸腾换热特性[J]. 柴永志,张伟,李亚,赵亚东. 化工学报. 2017(05)
[9]环状流气泡雾化机理分析及实验研究[J]. 方勇,丘纪华,汤小俊,杨双洁. 热能动力工程. 2017(04)
[10]微尺度相分离器不同结构的数值研究[J]. 安宾,徐进良. 华北电力大学学报(自然科学版). 2017(01)
博士论文
[1]液体压电泵中气泡控制的机理、方法及效果研究[D]. 陈松.吉林大学 2016
硕士论文
[1]滚动活塞压缩机径向间隙工质泄漏的仿真与实验研究[D]. 马小波.广西大学 2017
本文编号：2932522
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