24 / 2021-04-16 08:17:15

微空泡影响下连续/同步油滴撞壁流动与换热特性

摘 要: 油—气微量润滑过程中，润滑油以微油滴形式喷射至润滑区域，在摩擦副表面形成润滑油膜层。油滴喷射与其碰撞过程复杂，存在着连续/同步等多种碰撞情况，且在油气输送过程中，油液易在高压与温度影响下混入空泡。本文采用CLSVOF方法对建立的双油滴连续撞击油膜二维模型与双油滴同步撞击油膜三维模型进行数值研究。重点考察微空泡对多油滴撞膜流动与换热特性的影响，探讨了碰撞过程中射流与特殊传热现象的形成机制，分析了微空泡对射流形成过程与其形态的影响规律以及微空泡对碰撞区域换热冷却效果的影响规律。研究表明：含空泡油滴参与碰撞时有中心射流产生，连续碰撞过程中空泡处于先导或尾随油滴内所产生的中心射流形成机理不同；先导空心油滴对皇冠水花的生长有不利影响；同步碰撞过程中，空心油滴参与碰撞会降低中心薄膜射流飞溅尺寸，同时易引发中心薄膜射流偏斜。连续碰撞过程中，在空间流场和压力场共同作用下，碰撞凹坑内有涡旋形成，涡旋对碰撞区域热流密度有提升效果；不同空泡分布形式对碰撞过程中的冷却散热效果均有不同程度影响，空心油滴的参与不利于碰撞过程中的冷却散热；同步碰撞过程中，空心油滴在不同情况下对碰撞区域中心位置热流密度有提升或抑制的效果。