液壓油箱內(nèi)氣液兩相流動(dòng)特性與氣泡分離的研究.pdf

1、液壓油箱是液壓系統(tǒng)中不可或缺的輔件，油箱設(shè)計(jì)的好壞及其功能的優(yōu)劣都會(huì)直接影響到整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、工作的可靠性以及工作性能的高低，特別會(huì)嚴(yán)重影響到系統(tǒng)中液壓泵的使用壽命。油箱的作用主要包括：儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)所需要的工作介質(zhì)、散發(fā)系統(tǒng)工作時(shí)由于各種損失所產(chǎn)生的熱量、沉淀工作介質(zhì)所含的雜質(zhì)成分、分離工作介質(zhì)中的空氣等。液壓油中氣泡的存在會(huì)使油液的體積和彈性模量劇減，可壓縮性大大增加，因此會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)氣穴、噪聲加劇以及使系統(tǒng)的剛性下降、工作性

2、能惡化等現(xiàn)象。
　　隨著機(jī)、電、液一體化的完善與發(fā)展，以及設(shè)備裝置向小型化、集成化發(fā)展的趨勢(shì)，油箱的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式將不再適應(yīng)液壓系統(tǒng)的現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)要求。因此，通過不斷優(yōu)化液壓油箱結(jié)構(gòu)和氣液分離裝置，從而改善油箱內(nèi)氣泡的分離特性，盡可能地抑制氣泡的生成與侵入，快速分離出油液中的氣泡，并且將氣泡對(duì)系統(tǒng)造成的影響降低到最小，已經(jīng)成為優(yōu)化液壓系統(tǒng)性能的重要課題。
　　本論文以一種液壓油箱（尺寸：500×200×300mm）為研究對(duì)象，

3、將理論分析與流場(chǎng)仿真相結(jié)合，對(duì)油箱內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了研究。應(yīng)用Fluent軟件中的Mixture（混合）多相流模型對(duì)液壓油箱內(nèi)的氣液兩相流進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了油箱中氣液兩相混合物的靜壓場(chǎng)特性、總壓場(chǎng)特性以及速度場(chǎng)特性；應(yīng)用Fluent軟件中的Eulerian-Eulerian（歐拉-歐拉）多相流模型對(duì)隔板數(shù)目與隔板位置不同時(shí)的液壓油箱內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了影響氣泡分離的因素、隔板數(shù)目和隔板位置對(duì)氣泡分布的影響。本論文為研究油箱內(nèi)氣液兩相流

4、動(dòng)特性以及如何通過改變油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)來分離氣泡方面提供了一定的參考價(jià)值。
　　本文的研究內(nèi)容主要包括：
　　第1章闡述了液壓油箱內(nèi)氣泡分離與氣液兩相流動(dòng)特性的研究背景和意義；概述了氣液兩相流、液壓油箱與有關(guān)氣泡研究方面的主要內(nèi)容以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；最后概括了本論文研究的主要內(nèi)容。
　　第2章對(duì)氣液兩相流動(dòng)的基本參數(shù)與影響油液中氣泡分離的因素進(jìn)行理論分析，運(yùn)用Fluent軟件中的歐拉-歐拉多相流模型對(duì)液壓油箱內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值

5、模擬，解析了油箱內(nèi)氣泡直徑與油液粘度對(duì)氣泡分離的影響，并簡要分析了工作介質(zhì)為水時(shí)，油箱中氣泡的分離特點(diǎn)。
　　第3章采用Fluent軟件中Mixture混合模型對(duì)液壓油箱中的氣液兩相流進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了不同形狀回油管的油箱中氣液兩相混合物的靜壓場(chǎng)特性、總壓場(chǎng)特性以及速度場(chǎng)特性。
　　第4章采用Fluent軟件中的歐拉-歐拉多相流模型對(duì)液壓油箱內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了油箱內(nèi)油液的速度分布特點(diǎn)與流線圖、油箱中隔板數(shù)目與隔板位