面向超重力旋流净油装置的旋流器流场仿真及研制

发布时间：2017-05-07 15:14

  本文关键词：面向超重力旋流净油装置的旋流器流场仿真及研制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对国内液压系统污染控制主动防御水平落后的现状，突破常规的依靠现有净油技术、单纯以提高净油效率为目标的理论分析方法，从污染源头出发，提出了一种融合超重力技术和旋流分离技术、能够对液压油中的固体颗粒和水分均进行有效分离的新型净油装置。本文主要针对该装置的重要组成部分——旋流器进行设计、流场仿真和试验分析。 通过参照现有的旋流器应用于其他领域的经验公式，以一个典型液压系统回路的系统参数为基准，设计出满足既定工况要求的固-液分离用旋流器结构模型。利用计算流体力学（CFD）软件Fluent在已建立的物理模型基础上进行模拟仿真，分析固-液两相流的流场特性及固体颗粒在流场中的运动轨迹。以初步设计旋流器的流场为基准，改变锥角、圆柱部分长度及溢流管伸入长度等结构尺寸参数，研究不同结构参数对旋流器流场分布的影响以获取使固-液分离效率达到最优的旋流器结构模型。最后基于上述理论分析结果，搭建试验用典型液压系统回路，验证试验结果与模拟仿真结果的吻合程度，同时定量分析检测旋流器的分离效果。 结果表明，，综合考虑整体超重力旋流净油装置的性能要求，以锥角为25°、圆柱部分长度为60mm、溢流管伸入长度为30mm的旋流器作为最优旋流器模型可以获得较为理想的液压油净化效果。同时，试验结果还表明随系统流量增加，净化效果提高，这说明该旋流器对系统流量较大的液压系统的净化效果更为显著。
【关键词】：超重力旋流净油装置 旋流器 固-液流场仿真 液压系统 污染控制
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 课题来源、目的和意义8-11
• 1.1.1 课题来源和目的8-9
• 1.1.2 课题的研究意义9-11
• 1.2 国内外研究概况11-18
• 1.2.1 液压污染控制技术国内外研究概况11-14
• 1.2.2 旋流分离技术国内外研究概况14-16
• 1.2.3 超重力技术国内外研究概况16-18
• 1.3 本课题的主要研究工作18-20
• 第2章 旋流器模型的建立20-32
• 2.1 超重力旋流净油装置的工作原理20-22
• 2.2 旋流器分离特性的影响指标22-25
• 2.2.1 操作参数22-23
• 2.2.2 工艺指标23-25
• 2.3 旋流器的关键结构设计25-30
• 2.3.1 旋流器直径26-27
• 2.3.2 入口直径27-28
• 2.3.3 溢流口直径28
• 2.3.4 溢流管深入长度28-29
• 2.3.5 底流口直径29
• 2.3.6 圆柱段长度29-30
• 2.3.7 圆锥段锥角的选取30
• 2.4 本章小结30-32
• 第3章 旋流器流场数值模拟仿真32-46
• 3.1 固液分离旋流器的基本流场理论32-35
• 3.1.1 基本流场理论32-34
• 3.1.2 旋流器基本流场理论34-35
• 3.2 旋流器数学模型的建立35-37
• 3.3 旋流器模型前后处理37-44
• 3.3.1 前处理基础37-38
• 3.3.2 旋流器网格划分38-39
• 3.3.3 旋流器边界条件的确定39-40
• 3.3.4 后处理基础40-41
• 3.3.5 旋流器模型数值模拟41-44
• 3.4 结果分析44-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 旋流器结构参数及系统参数对分离特性的影响46-60
• 4.1 旋流器关键结构参数的影响46-54
• 4.1.1 锥角的影响46-49
• 4.1.2 圆柱段长度的影响49-51
• 4.1.3 溢流管伸入长度的影响51-54
• 4.2 系统变量对旋流器分离效率的影响54-56
• 4.3 结果分析56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第5章 旋流器对液压油的净化试验研究60-76
• 5.1 系统搭建60-61
• 5.2 净化试验方法和步骤61-73
• 5.2.1 连续试验63-67
• 5.2.2 变量试验67-73
• 5.3 结果分析73-74
• 5.4 本章小结74-76
• 结论76-78
• 参考文献78-86
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文86-88
• 致谢88

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