發(fā)布時間：2017-07-15 20:11

  本文關鍵詞：油氣兩相流流變特性研究

  更多相關文章： 油氣兩相流 氣泡半徑 尺寸分布 氣泡變形 流變特性

【摘要】：潤滑系統(tǒng)是機械傳動中必不可少的組成部分,潤滑系統(tǒng)的潤滑特性與潤滑油的特性有很大的關系。潤滑系統(tǒng)在工作時,由于攪拌和空化作用,潤滑油中會不可避免地混入氣泡行成油氣兩相流。氣泡的存在會對油液的性質(zhì)產(chǎn)生很大的影響,比如壓縮性和粘度,從而會影響潤滑油的潤滑特性。因此對油氣兩相流中氣泡的特性以及油氣兩相流流變特性的研究至關重要。本文針對油氣兩相流,對氣泡的演變規(guī)律、尺寸分布、變形以及油氣兩相流的流變特性展開了研究。論文首先在瑞利方程的基礎上,結(jié)合亨利定律和菲克擴散定律建立了考慮氣體溶解時氣泡的動態(tài)演變方程�；跉馀荼砻媸芰ζ胶饨⒘藲馀莘�(wěn)態(tài)半徑與液體壓力的一元三次關系式,并結(jié)合卡爾丹公式求解該關系式得到了氣泡穩(wěn)態(tài)半徑與液體壓力關系的解析表達式。利用相同的方法,建立了考慮溶解時氣泡穩(wěn)態(tài)半徑與液體壓力的關系,并對其進行求解得到了相應的解析表達式。搭建相關實驗臺,對氣泡穩(wěn)態(tài)半徑與液體壓力關系的解析表達式進行了實驗驗證,得到了良好的結(jié)果。對不同含氣率下油氣兩相流中氣泡的尺寸分布規(guī)律進行了測量統(tǒng)計與分析,氣泡的尺寸分布近似符合對數(shù)正態(tài)分布。在此基礎上對氣泡的平均半徑進行了相應的計算,含氣率對氣泡的尺寸分布和平均半徑影響較小。結(jié)合氣泡半徑與壓力的關系式研究了油氣兩相流寒氣率隨液體壓力的變化規(guī)律。結(jié)合流體動力學,論文分析了氣泡在剪切流場中的變形以及氣泡對兩相流粘度的影響。氣泡變形主要受剪切率、氣泡半徑和氣液界面張力的影響,剪切力與界面張力的比值為毛細數(shù),毛細數(shù)較小時氣泡變形量也較小且近似等于毛細數(shù),毛細數(shù)較大時,氣泡變形量時毛細數(shù)的指數(shù)函數(shù)。氣泡對兩相流粘度的影響與氣泡的變形量有關,油氣兩相的粘度隨氣泡變形量的增大先減小然后逐漸趨于穩(wěn)定。
【關鍵詞】：油氣兩相流 氣泡半徑 尺寸分布 氣泡變形 流變特性
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH117.2;O359.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-22
• 1.2.1 兩相流流變特性理論研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 兩相流流變特性試驗研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 油氣兩相流氣泡半徑演變規(guī)律23-48
• 2.1 氣泡動力學方程24-32
• 2.1.1 Rayleigh-Plesset方程24-26
• 2.1.2 亨利定律26-27
• 2.1.3 菲克擴散定律27
• 2.1.4 考慮氣體擴散的氣泡動力學方程27-30
• 2.1.5 數(shù)值求解對比30-32
• 2.2 壓力對氣泡穩(wěn)態(tài)半徑的影響32-44
• 2.2.1 氣泡半徑與液體壓力的關系32-37
• 2.2.2 解析解的正確性37-38
• 2.2.3 考慮氣體擴散時氣泡半徑與壓力的關系38-44
• 2.3 溫度對氣泡穩(wěn)態(tài)半徑的影響44-46
• 2.3.1 氣液界面張力45
• 2.3.2 界面張力與壓力溫度的關系45
• 2.3.3 氣泡半徑與溫度的關系45-46
• 2.4 本章小結(jié)46-48
• 第3章 油氣兩相流氣泡尺寸分布規(guī)律48-82
• 3.1 氣泡尺寸分布試驗48-54
• 3.1.1 實驗方法分析48-49
• 3.1.2 實驗方案總體方案49-51
• 3.1.3 圖像處理51-54
• 3.2 氣泡半徑與壓力的關系的實驗驗證54-69
• 3.2.1 初始半徑為 0.01mm的氣泡半徑隨液體壓力的變化55-58
• 3.2.2 初始半徑為 0.26mm的氣泡半徑隨液體壓力的變化58-61
• 3.2.3 初始半徑為 0.5mm的氣泡半徑隨液體壓力的變化61-65
• 3.2.4 初始半徑為 3mm的氣泡半徑隨液體壓力的變化65-68
• 3.2.5 結(jié)果分析68-69
• 3.3 氣泡尺寸分布的規(guī)律統(tǒng)計函數(shù)69-76
• 3.3.1 含氣率為 0.34%的氣泡尺寸分布69-72
• 3.3.2 含氣率為 2.7%的氣泡尺寸分布72-73
• 3.3.3 含氣率為 12.74%的氣泡尺寸分布73-75
• 3.3.4 結(jié)果分析75-76
• 3.4 含氣率隨壓力變化規(guī)律76-79
• 3.5 氣泡半徑的平均值79-81
• 3.6 本章小結(jié)81-82
• 第4章 氣泡變形與油氣兩相流流變特性82-97
• 4.1 氣泡的變形82-91
• 4.1.1 氣泡小變形83-88
• 4.1.2 氣泡大變形88-91
• 4.2 氣泡變形對油氣兩相流粘度的影響91-93
• 4.3 油氣兩相流流變特性實驗研究93-96
• 4.3.1 實驗設備與原理93-94
• 4.3.2 實驗與理論對比94-96
• 4.4 本章小結(jié)96-97
• 結(jié)論97-100
• 1 本文主要結(jié)論97-98
• 2 論文的創(chuàng)新點98
• 3 后續(xù)工作展望98-100
• 參考文獻100-105
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單105-106
• 致謝106

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本文編號：545543