油气两相流管道含油率及油膜波动速度实验研究

利用ECT电容层析成像检测系统,在设计的油气润滑实验台上,在一定供气条件下,实验研究单次供油量对油气润滑水平管道中油膜波动速度及含油率的影响。结果表明:随单次供油量的增加,管内油膜平均波动速度呈现倒U型变化规律,油膜波动速度的振幅逐渐减小并趋于平稳,而含油率开始时增长速率快,随后增长缓慢。

康达效应对油气环状流分配特性的影响

基于Fluent流体力学软件对T型三通管道模型进行数值模拟,研究入口流型为环状流时,T型三通的气液相的质量流量、速度和压强的分布规律,特别是康达效应对以上分布规律的影响导致的油气分配的不均匀性。结果表明,连接处两支管曲率半径有差异时,康达效应导致油气环状流的分配出现不均性,曲率越小,支管内气相质量流量越大,液相质量流量越小;支管连接处曲率越小,曲率小的一侧支管出口的气相速度越大,反之,则越小;T型三通连接处入口的压强较高,压力梯度较小,水平支管中曲率小的一侧支管的压力梯度比曲率大的一侧大。

油气润滑系统中环状流流过突扩管时的流动特性

基于Fluent软件分析了油气润滑工况下环状流流过突扩管时的压力和油膜变化特点。结果表明,油气环状流流过突扩管时压力和油膜会发生突变,且突变的位置不会受到入口气速的影响,但是其变化的强度与入口气速的大小呈正比;油气环状流的液膜在管路突扩前分布的部分分布较为均匀,而在管路突扩后的分布受到气速和管径的影响较大,较大的气速和突扩管径会使环状液膜分散的程度增大。

基于ECT对油气润滑中油膜厚度的研究

油膜厚度是评价油气两相环状流的重要指标。论文利用ECT电容层析成像传感器,在油气润滑实验台上,研究了不同单次供油量下水平输油管内的油气两相流油膜厚度变化规律。实验结果表明:随着供油量的逐渐增大,油膜厚度经历了从极薄且不稳定,到油膜较厚相对稳定,到油量沉积、流型变化的过程;在供油量较小的时候,油膜在弯曲管路容易断裂,当供油量较大时,油膜容易在弯曲管路发生堆积。

油气润滑管道中两相流流动的康达效应分析

利用FLUENT计算流体力学软件,采用康达效应的数学模型,在入口为油气环状流条件下,对气液两相流中自由空间和有限空间内液相的附壁现象进行了数值模拟,通过对比康达效应模型中不同半径的弯曲壁面及不同距离导流板的内部流场与附壁特性,得出了康达效应在油气两相流中的作用机理。结果表明,油气两相流在自由空间的液相附壁时,液相附壁的分离角在40°~60°之间,自由空间的弯曲壁面不利于液相的附壁,而有限空间正好与之相反,证明了气相良好的分配及导流对液相的分配有很好的促进作用,而且附壁面上形成的压力梯度更有利于液相的附壁。

油气润滑系统中管内油膜速度正交实验研究

利用正交科学实验法,基于ECT(电容电析成像)技术,在油气润滑测试实验台上系统研究供气压力、单次供油量、单次供油间歇时间对管内油膜速度的影响,结果得出因素影响大小的排列顺序以及管内油膜速度最大和最稳定的最佳实验条件,为油气润滑系统的进一步研究和运用提供了依据。

油气润滑环状流在圆弧型三通管中的分配特性

运用FLUENT仿真软件对改进的三通管道进行了数值模拟,得出了管中流场的压力场和速度场的分布图,研究了油气润滑环状流在圆弧型三通管中的分配特性,并通过数值计算验证了设计的合理性,有效的避免康达效应对油气环状流分配的影响。结果表明:与T型三通管道相比,圆弧型三通管道的气液相分流系数较为稳定,接近于理想值,对油液的分配更为均匀,稳定性更好。此外,圆弧型三通管道更有利于油气环状流的均匀分配,可有效优化流场,该结果将为油气润滑系统中管路结构设计与加工提供科学依据。

渐扩管内气液环状流附壁特性研究

利用Fluent软件模拟了油气两相流在渐扩管内的液相的附壁情况,得到了渐扩管扩张段的速度场和压力的分布规律,并分析了改变渐扩管的扩张角对扩张段环状流液膜附壁的影响。结果表明,渐扩管扩张段的锥角对环状流液膜的附壁有很大的影响,扩张段横截面的速度差值和压降随扩张角增大而增大,但是轴向梯度力却随之减小。这些结论对油气润滑系统中的输运有指导意义。