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隧道掘进机主驱动轴承的润滑流场特性研究

隧道掘进机主驱动轴承的润滑流场特性研究

作者：陈楠宗中南大学

学位级别：硕士

主驱动轴承是隧道掘进机的核心部件,其使用寿命很大程度上制约着掘进机的服役寿命。主轴承运转时承受着巨大的载荷并产生巨大的热量,如果润滑不当会导致热量不能及时有效地散发,进而使主轴承失效。本文以掘进机的主驱动轴承为研究对象,... 详细信息

主驱动轴承是隧道掘进机的核心部件,其使用寿命很大程度上制约着掘进机的服役寿命。主轴承运转时承受着巨大的载荷并产生巨大的热量,如果润滑不当会导致热量不能及时有效地散发,进而使主轴承失效。本文以掘进机的主驱动轴承为研究对象,采用数值模拟和试验验证的方法,开展了掘进机主驱动轴承内部润滑流场特性研究。论文的主要研究内容如下:(1)根据掘进机主轴承的结构参数和工况参数分析润滑油在主轴承腔内的流动形式和主轴承各部件间的相对运动特征,采用VOF两相流模型和Realizable k-ε模型模拟主轴承腔内油气两相的流动状态,使用MRF方法描述主轴承各部件间的相对运动关系,建立了主轴承腔内润滑流场分析的数值计算模型。(2)在忽略滚动体自转的条件下,研究不同供油量、内圈转速和主轴承油箱油位对主轴承整体润滑流场的影响,分析主轴承的润滑流场特性。(3)针对主轴承中滚动体自转的问题,取主轴承部分结构建立了考虑滚动体自转的数值模拟模型,对不同供油量和转速下滚动体自转模型的两相流动状态开展研究,探究了是否考虑滚动体自转对主轴承数值模拟结果的影响。(4)设计了回转支承试验台,开展了回转支承内部润滑流场状态试验研究。对比试验结果与数值模拟结果,验证数值模拟方法研究主轴承润滑流场特性的有效性。图52幅,表13个,参考文献86篇

关键词：掘进机主轴承润滑流场特性两相流场滚动体自转

直接数值模拟三维气固两相混合层中颗粒与流体的双向耦合

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中国电机工程学报 2003年第4期23卷 153-157页

作者：樊建人罗坤金晗辉岑可法浙江大学热能工程研究所浙江杭州310027

该文对随时间发展模式的三维气固两相混合层中颗粒与流体的双相偶合作用进行了直接数值模拟。气相流场采用拟谱方法对N-S方程组进行直接求解,计算颗粒场时,选取Stokes数等于5的颗粒,采用Lagrangian方法跟踪其运动。重点考察了颗粒相与... 详细信息

该文对随时间发展模式的三维气固两相混合层中颗粒与流体的双相偶合作用进行了直接数值模拟。气相流场采用拟谱方法对N-S方程组进行直接求解,计算颗粒场时,选取Stokes数等于5的颗粒,采用Lagrangian方法跟踪其运动。重点考察了颗粒相与流体相间的相互作用,分析了不同质量携带率的颗粒对流场特性的修正以及对颗粒扩散的影响。模拟结果表明:混合层流动在考虑颗粒的反作用时大涡结构的卷起和配对仍然占支配地位;颗粒延滞了混合层中大涡结构的发展,降低了大涡结构的长度尺寸;在大涡卷起过程中,颗粒会衰减气相湍流的能量,衰减的程度随颗粒质量携带率的增大而增大。而在大涡配对过程中,颗粒使气相湍流的能量增加,并且增加的程度随颗粒质量携带率的增大而增大。此外,颗粒的出现,增加了流体的混合程度,削弱了颗粒在流场中的扩散程度。

关键词：数值模拟三维气固两相混合层颗粒流体两相流场双向耦合

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水力旋流器流场的数值模拟研究

热科学与技术 2005年第2期4卷 164-168页

作者：魏新利张海红王定标吴金星刘宏郑州大学化工学院河南郑州450002 河南工业大学机电学院河南郑州450052

用计算流体力学软件FLUENT,采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点,且与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可行的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环... 详细信息

用计算流体力学软件FLUENT,采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点,且与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可行的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环流存在,这都对两相分离不利,应改进结构以改变这种流动形式;另外还对油-水两相流场进行了研究,初步揭示了液-液两相分离的现象,这都为进一步研究旋流器的结构优化提供了参考。

关键词：水力旋流器数值模拟研究 FLUENT 计算流体力学两相分离 RSM模型油水分离模拟结果湍流模型流动形式改进结构两相流场结构优化内流体循环流液-液

用粒子动态分析仪研究水力旋流器内固体颗粒运动规律

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矿冶工程 1993年第1期13卷 39-43页

作者：褚良银陈文梅东北工学院成都科技大学

粒子动态分析仪(PDA)是一种新型的激光测量仪器,可用于两相流中粒子运动规律的实测研究。本文用PDA对一个80mm的透明水力旋流器内固粒的运动规律进行了测定,根据其结果提出了内旋流中的颗粒仍可能被重新分离,固粒绝对浓度最大值发生在... 详细信息

粒子动态分析仪(PDA)是一种新型的激光测量仪器,可用于两相流中粒子运动规律的实测研究。本文用PDA对一个80mm的透明水力旋流器内固粒的运动规律进行了测定,根据其结果提出了内旋流中的颗粒仍可能被重新分离,固粒绝对浓度最大值发生在零轴速包络面处等一些新观点,并指出过去被认为是经典理论的“平衡轨道理论”需加以修正。

关键词：水力旋流器固液分离两相流场 PDA

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涂塑复合管道内壁气动喷砂流速度控制仿真

计算机仿真 2019年第1期36卷 230-234页

作者：黄文强熊瑞平罗勇四川大学制造科学与工程学院四川成都610065

气动喷砂是涂塑复合管道生产工艺中最关键的步骤之一,内部流场特性严重影响着喷砂的质量,提高管道内部流场介质的动量是保证喷砂质量的最有效途径,因此对探究不同喷砂条件下管道内壁流场介质的速度变化显得尤为重要。基于计算流体力学... 详细信息

气动喷砂是涂塑复合管道生产工艺中最关键的步骤之一,内部流场特性严重影响着喷砂的质量,提高管道内部流场介质的动量是保证喷砂质量的最有效途径,因此对探究不同喷砂条件下管道内壁流场介质的速度变化显得尤为重要。基于计算流体力学的方法,选择了遵循欧拉-拉格朗日计算方法的DPM离散相模型,利用FLUENT软件对几种不同管径、不同喷射角度下的管道内壁气动喷砂两相流场的静压力和速度分布进行了数值模拟。结果表明:随着加工管件的管径增大,在管件内部流场中气相速度降低,其对固体颗粒的加速作用减小,使得固体颗粒速度也逐渐减小;随着喷枪的喷射角度增加,固体颗粒与管件内壁的碰撞次数增加,固体颗粒速度逐渐减小,但冲蚀磨损区域更集中,冲蚀率逐渐增大。结果为选择合理喷砂工艺参数达到最优的喷砂效果提供了一定理论支持。

关键词：管道气动喷砂两相流场数值仿真

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发动机油气分离器分离性能的数值模拟研究

发动机油气分离器分离性能的数值模拟研究

作者：范宇天津大学

学位级别：硕士

节能减排已成为当今世界汽车行业的共同主题，严格的排放法规对汽车的曲轴箱通风系统性能要求在不断提高。油气分离器是塑料气门室罩盖中组成曲轴箱通风系统的必要功能组件，对发动机工作的稳定性与安全性有重要影响。因此，在塑料气门... 详细信息

节能减排已成为当今世界汽车行业的共同主题，严格的排放法规对汽车的曲轴箱通风系统性能要求在不断提高。油气分离器是塑料气门室罩盖中组成曲轴箱通风系统的必要功能组件，对发动机工作的稳定性与安全性有重要影响。因此，在塑料气门室罩盖设计开发过程中，油气分离器的设计与性能研究是最重要的环节之一。计算机数值模拟技术由于其具有开发周期短，成本低的优势，在工程中被广泛应用。本文采用计算流体力学的数值模拟方法，应用CFD软件FLUENT对塑料气门室罩盖的迷宫式油气分离器的两相流场进行模拟计算，得到流场分布规律与油滴运动轨迹，为后续的设计开发提供理论支持。本文首先介绍分析了气液两相流的数值模拟计算理论，包括了单相流场的模拟计算方法，网格模型的生成，气液两相流的数值模型与计算方法，然后确定了本文研究对象适用的两相流数值模型以及采用的边界条件。在油气分离器两相流场的计算中，首先计算连续相气体流场，得到压力场与速度场的分布情况以及分离器进出口的压力差;然后将离散相的油滴颗粒加入到连续相流场中，利用离散相模型与随机轨道模型模拟油滴粒子的运动轨迹，并计算出油气分离效率。为了探究油气分离器在各种工况下的性能，在计算中通过改变活塞漏气量、混合气中的机油含量，并选取不同直径的油滴粒子，分别计算并得到各种情况下的分离效率，从而来分析这些变量对分离性能的影响。通过一系列的模拟计算，我们得到了油气分离器连续相流场的分布规律，分析出气体在流场中的运动特征与主要的压力损失来源。在两相流场的模拟计算结果中，得出了不同油滴颗粒直径的分离效率，以及活塞漏气量、混合气中机油含量对分离效率的影响规律与原因，根据油滴粒子的运动轨迹总结了不同粒径粒子的流动特性，为油气分离器的性能改进提供了依据和参考。

关键词：油气分离器数值模拟两相流场离散相模型分离效率

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油品含水率在线测量系统的研究

油品含水率在线测量系统的研究

作者：陈卫民浙江大学

学位级别：硕士

随着科学技术的迅速发展，多相流动体系在国民经济和人类生活的地位日益重要，而多相流动体系中又以两相流动体系最为普遍。本文从实际工程需要出发，查阅并继承了前人研究的理论成果，运用两相流动基本分析方法，进一步对油品含水测... 详细信息

随着科学技术的迅速发展，多相流动体系在国民经济和人类生活的地位日益重要，而多相流动体系中又以两相流动体系最为普遍。本文从实际工程需要出发，查阅并继承了前人研究的理论成果，运用两相流动基本分析方法，进一步对油品含水测量进行深入研究，结合当前成熟的计算机技术，成功研制出将油品含水率测量系统。实验结果表明，本文介绍的研究成果是有较大现实意义的。本文的主要内容包括： 1、介绍了油品含水率测量手段的历史、现状，阐述了油品含水率测量意义。 2、介绍了两相流的基本概念、两相流的基本方程及解析模型基本方程。 3、深入研究了油、水两相流动因所处的流动条件不一而具有多种流动结构，即流型。由于油、水粘度差异比较大。不同的油水流动结构具有不同的流变特征，油、水两相流型也就成了影响压降的重要因素。根据管内油、水两相流流型特征，建立了新的油、水两相管流流型的转换准则。它包括：分层流型的稳定性准则、分散流型和混合流型的转换边界及反相界线。 4、研究了油、水混合物介电常数随油、水体积百分比的变化规律，以及变介电常数式电容传感器设计原理及机械设计。 5、详细介绍了油品含水率测量系统硬件、软件以及上位机设计过程。并给出实验室测试结果，误差分析。 6、介绍了本测量系统在实际应用场合高速轧机润滑系统中的应用，包括设备安装，测试。 7、总结了本测量系统的不足，为进一步研究者提供相关建议。结果表明，油品含水率测量系统性能稳定可靠，精度能满足工程要求。具有广泛的工程应用前景。

关键词：含水率变化在线测量系统电容传感器流型含水率测量两相流动硕士学位论文多相流动实际应用场合两相流场

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组合式三相分离器内油水分离过程的数值研究

组合式三相分离器内油水分离过程的数值研究

作者：王锐中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

三相分离器主要是利用重力对气油水三相进行分离的一种设备,其具有结构简单,占地面积小及分离效率高等优点,是原油处理工艺中广泛使用的设备。本文利用商用的CFD软件Fluent对组合式三相分离器内部的油水分离过程进行了数值研究,分析了... 详细信息

三相分离器主要是利用重力对气油水三相进行分离的一种设备,其具有结构简单,占地面积小及分离效率高等优点,是原油处理工艺中广泛使用的设备。本文利用商用的CFD软件Fluent对组合式三相分离器内部的油水分离过程进行了数值研究,分析了分离器内部添加不同构件后对油水分离效果的影响。结果表明:含布液管式入口构件的分离器中,分离空间流场稳定,无二次涡产生,返混现象较弱,轴向速度标准偏差、正向流区域面积比等流动参数优于其他入口构件,油出口含水率低于其他结构,分离性能较好;添加田字板式整流构件后,流型得到调整,分离空间内的返混现象较少,油出口含水率及水出口含油率均较低,分离器的流动特性及分离特性均得到改善;聚结构件研究中,分别对不开孔、开单孔及开双孔的波纹板构件进行了数值研究,相比于其他两种结构,开双孔的波纹板可使油滴和水滴连续浮升和沉降,在板上、下表面分别形成水膜和油膜,将油水两相的“单层分离”转变为“多层分离”,使液滴的运动转变为连续液膜的运动。进一步对含波纹板的分离器进行研究,分别改变结构参数、操作参数及物性参数,研究其对油水分离效果的影响,发现:结构参数中,含油浓度均随板长、板间距的增大先增大后减小;操作参数中,含油浓度随入口含油率的增大而增大,随入口速度的增大而减小;物性参数中,含油浓度随油相密度、粘度的减小而增大,随油滴粒径的增大而增大,并得到相应的拟合曲线。工程上应合理利用这些参数对分离效率的影响来提高油水分离效果。本文采用数值模拟方法对分离器内部油水分离过程的研究,有助于了解分离器内部流场及流体流动过程,对于内构件的研发及优化具有一定的参考价值。

关键词：三相分离器两相流场稳流构件聚结构件波纹板

固体推进剂火箭发动机的性能予示和高膨胀比喷管的应用

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国外固体火箭技术 1980年第2期 18-27页

作者： L.Jacques 刘生保欧洲推进协会法国

提出了予示固体推进剂火箭发动机的比冲和特性速度的分析方法。这个方法强调了二维两相流分析,它是以准确的跨音速解为基础,并且给出金属含量高的推进剂的大部分性能损失。它应用于可忽略燃烧损失和出口锥上无粒子撞击的发动机。以一系... 详细信息

提出了予示固体推进剂火箭发动机的比冲和特性速度的分析方法。这个方法强调了二维两相流分析,它是以准确的跨音速解为基础,并且给出金属含量高的推进剂的大部分性能损失。它应用于可忽略燃烧损失和出口锥上无粒子撞击的发动机。以一系列的缩比发动机、全尺寸发动机和5台装有高膨胀比喷管的远地点发动机实验结果为背景,评价了它的有效性。膨胀比在很宽的范围内(从9到92)在予示值和实验结果之间完全一致。从本研究得出结论,提出的这个方法是性能予示的一个很准确工具,并且对高膨胀比喷管的气动力设计和分析很有用,这样的喷管对期待中的未来应用是特别有意义的。

关键词：全尺寸发动机远地点发动机喷管比冲比推力固体推进剂火箭发动机固体发动机两相流场膨胀比