針對已有水膜壓力無線傳感測試方法中由于設(shè)置L型管道從而導(dǎo)致傳遞過程中水膜壓力的損失問題,采用數(shù)值分析法建立了水潤滑軸承系統(tǒng)管道壓力損失數(shù)學(xué)模型,用ANSYS軟件建立了物理模型,通過仿真分析了壓力損失機(jī)理,并對試驗結(jié)果進(jìn)行了校正與分析。結(jié)果表明:管道入口處潤滑水的流量越高,水膜壓力損失越大;軸轉(zhuǎn)速越高,局部壓力損失越大;管道越長,L型管道直管段壓力損失越大,在動態(tài)工況下管道的壓力損失與能耗比靜態(tài)工況下的大。 

【文章來源】：軸承. 2020,(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

水潤滑軸承試驗臺與供水結(jié)構(gòu)示意圖

轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示,6個徑向?qū)Я骺籽剌S向等間距分布(R1～R6為水膜壓力測點),在軸的右端軸肩處有6個與徑向?qū)Я骺紫嗤ǖ妮S向?qū)Я骺?A1～A6為傳感器安裝點),軸向?qū)Я骺自谥芟蛏暇鶆蚍植?與徑向?qū)Я骺紫嗷ヘ炌?水膜壓力通過導(dǎo)流孔傳遞至右側(cè)傳感器,進(jìn)行進(jìn)一步測試。6個管道長度依次為35,110,185,260,335,410 mm。由圖2可以看出,由于L型管道的存在,水膜在管道中傳遞時壓力必然受到影響,而試驗過程中水膜壓力傳感器處測得的壓力值與真實壓力值也會存在一定差異。故文中采用理論計算方法建立了L型管道壓力損失數(shù)學(xué)模型,用CFD軟件計算流體動力學(xué)模塊,建立管道物理模型,并對軸的旋轉(zhuǎn)速度、管道中液體流量、管道尺寸,動態(tài)和靜態(tài)等因素與壓力損失變化關(guān)系進(jìn)行分析。由于試驗管道中液體本身的物理屬性,如黏度、溫度、比熱容等對管道壓力損失的影響較小,因此數(shù)值模擬時這些因素忽略不計。水潤滑軸承系統(tǒng)管道壓力損失機(jī)理研究方法如下:1)建立管道的數(shù)學(xué)模型;2)建立管道的物理模型;3)對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,設(shè)置邊界條件,并選擇流體計算的相關(guān)算法;4)進(jìn)行初始化并設(shè)置相關(guān)變量,設(shè)置相關(guān)輸出控制屬性,在迭代開始后對水潤滑軸承系統(tǒng)管道各參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,并分析壓力損失相關(guān)機(jī)理。

水潤滑橡膠軸承系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸物理模型如圖3所示,建模時忽略了圓角、倒角等結(jié)構(gòu),對轉(zhuǎn)軸中管道計算域進(jìn)行創(chuàng)建。為了提高計算速度及精度,對單管道(管道6)進(jìn)行網(wǎng)格劃分時采用六面體單元網(wǎng)格,整體計算域采用四面體非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行劃分(圖4),單管道網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為552 883,單元數(shù)為578 048;轉(zhuǎn)軸經(jīng)布爾運算以后,計算流體域網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為110 536,單元數(shù)為562 531。經(jīng)檢測,所有網(wǎng)格質(zhì)量均在0.7以上。由于水在軸承系統(tǒng)中流動時的溫度變化小,故不考慮溫度對水潤滑軸承系統(tǒng)壓力損失的影響。主要參數(shù)設(shè)置如下:環(huán)境溫度25 ℃,水的飽和蒸汽壓力3 169 Pa,水密度ρ1=998 kg/m3,黏度μ=8.90×10-7 m2/s,動力黏度0.001 Pa·s,水泵所提供的最大壓力0.6 MPa。圖4 單管道(管道6)網(wǎng)格劃分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3252282