微气泡对油滴撞壁动力学特性的影响

发布时间：2021-11-28 04:30

　　油-气微量润滑系统工作过程中,高速气流将润滑油以精细液滴形式喷射到零部件表面。对于油滴持续撞击壁面的行为,壁面往往会随着时间变化形成一层附壁油膜,后续油滴主要是与油膜发生撞击作用。相关研究表明气流输送油滴时易受润滑油的挤压作用形成微小的气泡。气泡的存在会破坏油膜的完整性并加速润滑油的氧化变质,造成润滑不良并显著影响设备的服役寿命。本文以单油滴撞击壁面为研究对象,开展了微气泡对油滴撞壁动力学影响的基础性研究。论文的主要工作内容与结论如下:1)采用耦合的水平集-流体体积法（CLSVOF）对含气泡液滴撞击固体壁面的演化过程进行了数值模拟,通过与前人的实验数据进行对比,验证了数值模型与计算方法的可行性。2)结合油-气微量润滑技术应用背景,以矩形沟槽为代表,数值研究了含气泡油滴撞击矩形沟槽壁面的运动行为。重点考察了油滴撞击矩形沟槽壁面后的形态演化过程,分析了中心射流形成机制和气体夹带的分布规律,并探究了沟槽宽度、沟槽深度和撞击位置对油滴铺展特性的影响。研究结果表明,含气泡油滴在矩形沟槽壁面铺展时会形成中心射流,沟槽内部存在气体夹带现象。气泡底部的速度漩涡是形成中心射流的主要原因,沟槽内的气体夹带... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：118 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 实心液滴撞击壁面的研究进展
    1.3 含气泡液滴撞击壁面的研究进展
    1.4 课题研究目的和研究思路
    1.5 课题研究内容
    1.6 本章小节
第二章 数值模拟方法及其可行性探讨
    2.1 引言
    2.2 数值模拟方法
    2.3 数值模拟的可行性探讨
    2.4 本章小结
第三章 含气泡油滴撞击矩形沟槽壁面的数值分析
    3.1 引言
    3.2 数值模型及相关基本参数
    3.3 含气泡油滴撞击矩形沟槽壁面的运动演化过程
    3.4 中心射流形成机制
    3.5 气体夹带规律研究
    3.6 含气泡油滴撞击矩形沟槽壁面的铺展特性分析
    3.7 本章小结
第四章 含气泡油滴撞击加热壁面的数值分析
    4.1 引言
    4.2 计算模型及相关基本参数
    4.3 网格无关性分析
    4.4 不同撞击速度下含气泡油滴撞击壁面的演化过程
    4.5 中心射流时液壳破裂机制分析
    4.6 含气泡油滴撞击加热壁面的流动及传热特性
    4.7 本章小结
第五章 含气泡油滴撞击油膜壁面的数值分析
    5.1 引言
    5.2 数值模型及相关基本参数
    5.3 网格无关性分析
    5.4 含气泡油滴撞击油膜壁面时气泡的运动演化过程
    5.5 气泡破裂产生膜液滴的机制分析
    5.6 撞壁诱导气泡变形特性分析
    5.7 本章小结
第六章 油滴撞击含气泡油膜层的数值分析
    6.1 引言
    6.2 数值模型及相关基本参数
    6.3 不同直径气泡的演化过程
    6.4 油膜内部破裂机制分析
    6.5 气泡变形特性分析
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作内容与结论
    7.2 论文特色与创新点
    7.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]液滴撞击高温壁面的运动特性[J]. 张瑜,宁智,吕明,孙春华.  燃烧科学与技术. 2017(05)
[2]中空液滴碰撞水平壁面数值分析[J]. 郑志伟,李大树,仇性启,崔运静.  物理学报. 2017(01)
[3]形色各异的摩擦磨损与润滑[J]. 刘维民,郭志光.  自然杂志. 2014(04)
[4]液滴撞击液膜的射流与水花形成机理分析[J]. 梁刚涛,郭亚丽,沈胜强.  物理学报. 2013(02)
[5]油气润滑输送中两相流的形成[J]. 王建文,安琦.  华东理工大学学报(自然科学版). 2009(02)
[6]运动界面的追踪和重构方法[J]. 刘儒勋,刘晓平,张磊,王志峰.  应用数学和力学. 2004(03)



本文编号：3523708