油气润滑系统水平管路中环状流的研究现状分析温胜.docxVIP

2 西安交通大学学报 第45卷 第4期温胜，等：旋风分离器数值模拟及对其适合颗粒尺寸研究  第45卷西 安 交 通 大 学 学 报Vol.452011年4期JOURNAL OF XI’AN JIAOTONG UNIVERSITYApr.2011 作者简介：温胜（1990-），男，硕士生 油气润滑系统水平管路中环状流的研究现状 温胜 （西安交通大学能源与动力工程学院，215123，苏州） 摘要：环状流是工业生产中非常常见的一种流型，随着研究的深入人们对环状流的产生原理与影响因素也越来越了解。油气润滑系统水平管路中的环状流作为近十几年才着手研究的环状流的一种，既具有环状流的一些基本特点也具有一些独特之处。本文将具体说明油气润滑系统水平管路中的环状流的研究现状。 关键词：油气润滑；环状流；数值模拟 The Review of the Annular Flow in the Horizontal Pipe of the Oil-gas Lubrication System Wen Sheng (School of Energy and Power Engineering，Xi’an Jiaotong University，Soochow 215123．China) Abstract: Annular flow is a common flow pattern in industrial production. With the deepening of research, we know about the principle and influence factor of annular flow more and more. The annular flow in the horizontal pipe of the oil-gas lubrication system only has been studied for ten years. Although it has the fundamental features of annular flow, it also has the unique features. This paper will elaborate the research status of the annular flow in the horizontal pipe of the oil-gas lubrication system. Keywords: oil-gas lubrication；annular flow；numerical simulation 第4期温胜，等：旋风分离器数值模拟及对其适合颗粒尺寸研究 3 油气润滑是一种新型的润滑方式，广泛地应用在高速、重载、环境复杂的场合，具有较高的润滑效率，能有效地延长轴承等润滑部件的使用寿命。油气润滑中，实现润滑油的精细供给，增加油气流型的适应性、可控性等，对提高润滑点的润滑效果有着重要实际意义。因此提高油气两相流的可控性和稳定性成为了当下研究的焦点，如谢黎明等通过Fluent软件研究不同雷诺数对油气润滑中两相流发展影响; 孟赵一通过实验和仿真分析了油气润滑系统中环状流发展的影响因素; 王建文等研究了油气润滑系统形成环状流过程及环状流型含气率的分布情况。 本文从一般两相流中环状流形成机制出发，进而引出油气润滑系统环状流的形成过程，再进一步说明当前油气润滑系统中环状流的研究现状。 水平管中气液两相流的流型 20 世纪20 年代以来，Baker、Mandhane等通过理论及实验对水平管中两相流流动做了系统的研究，并将两相流主要分成层状流、波状流、弹状流、段塞流、环状流等几种流型，如图1 所示，之后人们还通过实验总结出反应各流型之间的转换关系的流型图，主要有Baker流型图等，如图2 所示。 如图2 所示，与环状流区域相接的流型区域主要有弹状流区域和波状流区域，可知一般情况下环状流主要由这2种流型转换而来。在弹状流和波状流状态下，随着气相速度的增大，弹状流及波状流将到达环状流区域的边界，气速的继续增加使弹状流和波状流转换为环状流。在对环状流转换机制研究的过程中人们发现，弹状流转化为环状流时，由于气体冲穿液弹，不可避免地使形成的环状流夹带着许多小液滴。波状流转换为环状流时没有冲穿的现象，可以很大程度地避免夹带液滴的出现，但是由于液相流量较大，在水平直管中容易形成大的 液相沉积。为了使管路中气液两相的流量都尽量均 匀，夹带和液滴沉积在油气润滑系统中都应尽量避 免。 在油气润滑中气液两相流主要是以环状流的状态流动的，并且环状流的形成