油雾颗粒喷射碰壁及油膜形成研究

论文摘要

油雾润滑技术是近几十年才发展起来的一种新型高效能的集中润滑方式。油雾润滑系统在大型、高速、重载的滚动轴承中应用较为普遍。因此,对油雾润滑的研究就越来越引起人们的重视。由于油雾润滑系统中喷射到润滑点的油雾有许多会散发到大气中去,这样即危害到人体健康也浪费能源,那么怎样能减少这些危害和损失呢?本文就是通过对喷雾碰壁的研究,使油雾润滑系统喷射出的油雾颗粒尽可能多的附着在润滑点,而不是排到大气中去。本文借鉴了单液滴垂直和倾斜碰壁的理论,通过对这些碰壁理论的研究找到了影响油雾喷射碰壁的主要影响因素,然后对这些影响因素进行研究。由喷雾碰壁理论可知,影响油雾喷射碰壁的主要因素有油雾喷射速度,油雾颗粒粒径大小,壁面温度,壁面粗糙度,壁面倾角及油雾喷射距离等。在本论文中,主要以计算流体力学软件FLUENT前处理软件Gambit对流体域进行几何实体建模并划分网格,然后导入FLUENT进行数值模拟。这里主要模拟了改变影响喷雾碰壁因素后油膜厚度分布和油膜比率,并对这些模拟结果进行分析和总结。模拟结果表明,在喷雾距离为50mm时,油雾喷射速度在80m/s时的油膜厚度和油膜比率较大;在速度为80m/s时,粒径在3—7μm之间时,油膜厚度和油膜比率也都较大;粗糙度增加会加大油雾颗粒飞溅;倾角增大,油膜厚度较小,飞溅较大;喷雾距离加大时,油雾颗粒飞溅很大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源及背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外碰壁模型研究
• 1.2.2 国内碰壁模型研究
• 1.3 课题研究的目的和意义
• 1.3.1 课题目的
• 1.3.2 课题意义
• 1.4 课题研究主要工作
• 第2章 油雾碰壁模型研究
• 2.1 喷雾碰壁理论研究
• 2.2 单液滴垂直碰壁数学模型
• 2.2.1 模型建立
• 2.2.2 单液滴垂直碰壁结果分析
• 2.3 喷雾倾斜碰壁数学模型
• 2.3.1 模型建立
• 2.3.2 碰壁后液滴的运动分析
• 2.3.3 油膜的形成及蒸发
• 2.4 喷雾碰壁分析
• 第3章 数值模拟理论及数学模型
• 3.1 引言
• 3.2 流体流动的控制方程
• 3.2.1 连续相控制方程
• 3.2.2 离散相控制方程
• 3.3 数值计算方法
• 3.3.1 离散方法
• 3.3.2 有限体积求解方法
• 3.4 连续相与离散相的耦合
• 第4章 基于 FLUENT喷雾碰壁的数值模拟
• 4.1 FLUENT软件简介
• 4.1.1 程序结构
• 4.1.2 可以求解的问题
• 4.1.3 求解问题的步骤
• 4.1.4 求解器
• 4.1.5 求解方法选择
• 4.2 FLUENT模拟方法
• 4.2.1 喷雾模型
• 4.2.2 随机轨道模型
• 4.2.3 轨道方程的积分
• 4.2.4 碰撞聚合和破碎模型
• 4.2.5 动态曳力模型
• 4.2.6 耦合计算
• 4.2.7 壁面油膜模型
• 4.3 三维数值模拟
• 4.3.1 Gambit建模
• 4.3.2 数值模拟结果
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢