复制成功
  • 图案背景
  • 纯色背景

笔记

  • 2019-11-16
    为大人带来形象的羊生肖故事来历 为孩子带去快乐的生肖图画故事阅读
    谈谈怎样学好数学_苏步青-中学生文库
qw5588817q..

上传于:2015-10-10

粉丝量:7

该文档贡献者很忙,什么也没留下。



基于ECT对油气润滑中油膜厚度的研究

下载积分:2000

内容提示:011.com_【官方首页】-bet365第 27 卷第 3 期 2 0 14 年 5 月 机 电产品开崖与钏新 Development & I nnovation of M ac hinery & E lectrical Product s V OI.27 .N O.3 Ma y..2 01 4 文章编号 :1002—6673 (2014) 03—009—04 基于 ECT 对油气润滑中油膜厚度的研究 孙启国 ,王 莹 ,王跃 飞 ,周正辉 ,汪雄 师 ( 北方工业 大学 机 电工程学 院,北京 100144 ) 摘 要 :油膜 厚度 是评 价 油 气 两相 环 状 流的 重要 指标 。论 文 利 用 E CT 电容 层析 成像 传 感 器 ,在 油 气 润滑 实 验 台上 .研究 了不同单次供油量下水平输油管内的油气两相流油膜厚度 变化规律 。实验结果表明 : 随...

文档格式:PDF| 浏览次数:82| 上传日期:2015-10-10 14:58:37| 文档星级:
第 27 卷第 3 期 2 0 14 年 5 月 机 电产品开崖与钏新 Development & I nnovation of M ac hinery & E lectrical Product s V OI.27 .N O.3 Ma y..2 01 4 文章编号 :1002—6673 (2014) 03—009—04 基于 ECT 对油气润滑中油膜厚度的研究 孙启国 ,王 莹 ,王跃 飞 ,周正辉 ,汪雄 师 ( 北方工业 大学 机 电工程学 院,北京 100144 ) 摘 要 :油膜 厚度 是评 价 油 气 两相 环 状 流的 重要 指标 。论 文 利 用 E CT 电容 层析 成像 传 感 器 ,在 油 气 润滑 实 验 台上 .研究 了不同单次供油量下水平输油管内的油气两相流油膜厚度 变化规律 。实验结果表明 : 随着供 油量的逐渐增 大,油膜厚度经历了从极薄且不稳 定,到油膜较厚 相对稳 定,到油量沉积、 流型变化的过程 ;在供油量较 小的时候 ,油膜在弯曲管路容 易断裂,当供 油量较 大时 ,油膜容 易 在弯曲管路发 生堆积。 关 键词 :油气润 滑 ;气液 两相 流 ;E CT ;最佳供 油量 中图分 类 号 :TH 117 文献 标识 码 :A doi:10 .3969/j .issn.1002—6673.20 14.03.004 T h e R esear ch o n 0 il F ilm S T hi c kn ess u n der 0 il—air L u b ri cation o n th e B ase of E C T SUN Qi—Guo,WANG Ying ,WANG Ytte- Fei ,ZH OU Zheng- Hui ,WANG X iong- Shi ( C oBege of M echanical and Electri cal Engineeri ng,N orth C hina U niversity of T echnology,B eijing 100144,C hina) A bs trac t:T hic kn ess of oil fi lm is an im portant ev al uatio n cri teri on for tw o p hase annular fl ow o f oil —ai r lubri c ati on .E xp eri m ents o f infl u enc e of the si ngle o il supp ly on the oil fi lm S thic kness is don e o n test ri g using E C T tech no logy .C hangin g tren d of the oil fi l m S th ickn ess is an al y zed in th is p aper.T h e results show s th at,the thi ckn ess c hanges th ro ugh th e p roc ess o f th inn ess an d w eakn ess tO thic kness an d stabihzation to focusing on the bottom of pipe;break of annular fl ow will be happened at curving pipe when singl e oil supply is htde,while blocking of oil will be happened at curving pipe when singl e oil supply is large. K ey w or ds:oil—air lu bri cati on ;gas—liqu id tWO—ph ase fl o w ;E C T ;b est quantity of o il sup ply 0 引言 油气 润滑 是近 年来 在 工业 中被 越来 越 广泛 应 用 的润 滑技术,具有很多显著的特点 。011.com_【官方首页】-bet365传统润滑的润滑介质为 润滑油 。在油气润滑中 .润滑介质 为气液两相环状流。 这种特殊的润滑介质使得油气润滑的耗油更加精确 ,同 时使 油膜 承载 能力 增 强 。011.com_【官方首页】-bet365对 于油 气润 滑 ,油膜 厚 度是 评 价润滑效果的重要指标。目前 ,对于油气润滑环状流油 膜 厚 度 的 相 关 研究 大 多 集 中在对 油膜 的 观 察 分 析 。其 中,赵菊开【lJ等人研究了传统润滑方法下的油膜厚度 ,燕 山大学的赵孟一圆利用粒子图像测速技术对铜管 内的两 修 稿 日期 :20 14—04—01 项 目来 源 :北 京 市 属 高等 学校 人 才 强教 计 划 资助 项 目 (PH R 201107109 ) 作者简介 :孙启 国( 1963- ) ,男,山东烟 台人 ,博 士,教授 。研 究 方向 :摩擦 学与工业润滑技 术、机械 系统动 力学及其控制 ;王 莹( 1988- ) ,女 ,内蒙 古 通 辽 人 ,硕 士研 究 生 。研 究 方 向 :油 气 润 滑 关 键技 术 及 成套 设 备 研 发 。 相 流流 型 进 行 了 观察 研 究 .李 志 宏 【3】运 用 Fluent 对 水 平 管内环状流进行 了仿真 。张永峰 研究了不同单次供油 量下 的油膜最远输送距离。但是,关于油气润滑环状流 油膜厚度的定量研究 尚未有人进 行 。因此 ,本文利用 ECT 电容层析成像检测设备 .在油气润滑实验台上 ,研 究了供油量对油气环状流油膜厚度的影响。 1 实验设备 实验系统采用 由实验室 自行设计、面向实际工业应 用的油气润滑测试实验台。011.com_【官方首页】-bet365该实验台可以根据实验需求 对供油量、供油频率、供气量、供气压力等关键参数进 行调节 ,便于研究各参数对油气润滑效果的影响 。 实验系统由齿轮泵供油 。实验开始前 ,设定整个系 统的润滑周期与每周期 的供油量 ,并在递进式分配器上 添加接近开关。系统开始工作时 ,递进式分配器每动作 一 次会向主控制器发送一次信号 .主控制器对发来信号 计数 。当动作次数达到设定值时 ,即供油量达到要求值 时 ,CPU 下达停泵指令。当下一个周期到来时 ,系统清 9 ·开 发 与 创 新 · (a) 单次供 油 O.2mL Th kt n 咐 a - 憎 of 硼 t 嘶● !; 一 一~ 0 。l i 叫 一 ⋯ I t |l 。 - ¨l I (b) 单次供油 O.5mL T H^ _ - d n- ■ ■ ● _ i 0 — —0 00 一 ~—~广_~~ ll⋯ _ ⋯ 一 . : .1'_ - 一 r ● w ● 日 n L ‘ 二 (C) 单次供 油 l mL (d)单 次供 油 2mL TlIkh 憎 r嘲ofo嗣f★ 二 oII 一 l i■ _ 畸 :。 - ,⋯ ! 一 , — | , _==_ - j ~ Ij j I ._ , , ‘ ‘● - ' _ n H n 一 ~ (e)单次供油 4mL (f) 单次供油 8mL 图 3 油 膜厚 度变 化 曲线 F ig .3 C ur ve di agr am o f oi l fi l m S th ick ness in p ipe cross secti on 图 4 油膜周 向平均 厚度 随供 油量 变化 曲线 F ig .4 T h e c ir c um feren ti al aver age fi lm thi c kn ess c ur ve wi th the ojl uppl y : 明显增大,约为 0.20mm。通过实验过程中对管路的观 l 察:油膜厚度明显增大,观测到的油膜波长很短,能够 I 在管路内形成连续油膜 ,但在弯曲管段容易断裂。油膜 : 厚度能够随着供气频率发生周期性变化 。随着供油量的 I 提升 ,单次供油为 lmL ,2mL 时 ,油膜厚度基本不变 , l 此时油膜处于稳定状态。管道内形成了均匀稳定的环状 l 流油膜 。弯曲管路 中不再出现油膜断裂的情况 。当单次 : 供油量为 4mL 时,管道内的油膜厚度显著增大,约为 l 03 1m I 当单次供油量为 8mL 时 ,管内的油膜厚度较大 ,约 l 为 0.59ra m。通过对 ECT 图像 的观察 ,油液 已经开始像 : 管道内沉积。观察管道,此时的管内油液比较紊乱,含 l 油量非常多,油液分布不均匀,并且在弯曲管内大量油 l 液沉积 。流型介于环状流和层状流之间。 : 3.2 实验 结 果误差 分析 l 图 5 不同单次供油量下油膜厚度的误差分析表。由 l 图 5 可知 ,在实验过程 中,油膜厚度的相对偏差严格控 l 制在 0.2 以下。在供油量小于 8mL 的情况下 ,油膜厚度 : 的相对平均偏差趋于恒定,且数值均小于0.1;随着供 l 油量的增加 ,油膜厚度的相对平均偏差增大 ,当供油量 为 8mL 时 .油 膜 厚度 的相 对偏 差 为 0.15。 由于 实 验 中 , 油 膜 厚度 由 E CT 检 测 系 统 来测 定 ,选 用 测 量 管 内 电 容 值 .从 而换算 油膜厚度的形式对油膜厚度进行 间接 测 量。管道布置方法对实验结果有一定的影响 ,在非监测 段的管道有可能存在油液残留的现象 。当油量较小时 , 这些影响因素不 明显 ;当油量增加时 ,油液残 留现象对 监测段的实验数据产生较大影响 ,导致油膜厚度的相对 偏差增大。在实验过程中 ,选择稳定状态下测量并采用 多次实验的方法 ,来消除以上因素对实验结果 的影响 , 相对平均偏差 总体控制在 0.2 以下 .保证 了实验数据 的 准 确度 。 偏度和峰度显示了实验数据的正态分布特性 ,由图 5 可知 ,偏度值随着供油量 的增加先变大后减小 ,且都 为小于 1 的正值 ,表明实验数据基本呈现正态分布 ,稍 显右偏态。峰值基本呈负数 ,仅当供油量为 0.2mL 是为 正数 ,且趋近于 0。随着供油量的增加 ,峰值的大小逐 渐增加,保持在一1 以内。表 明实验数据分布较为集 中, 基本上与正态 曲线重合。由于供油量 的增加 ,增大了额 定气压下的气体承载的负担 ,随着油量增加 ,油膜在管 壁 的下半部分出现沉积等现象 ,尤其在供油量达到 8ml 时 .可 以观测 到管 底 油膜 厚度 明显增 加 ,使 油膜 厚度 的 测量出现较大的波动 。因此所测数据的集中性逐渐减弱。 单次供 油量,【IIl1] 相对偏差 -..-偏度 嗨 度 图 5 不 同单次 供 油■ 下油膜 厚 度的 误差 分析 F ig.5 T h e er ror an aly sis of oil fi lm S thi c kn es s w ith d if er en t oil su p pl y 4 结论 本文利用油气润滑实验 台和 ECT 电容成像检测系 统 .对油气润滑水平输油管中的油气两相流进行 了实验 研究。在符合实际工程的供气条件下 ,研究了单次供油量 对水平管内油气两相流油膜厚度的影响,能够为油气润滑 系统的设计和使用提供一定的参考意义。其结论如下: (1)气压一定的条件下 ,当供油量特别小 的时候 ,管 道 内就 可 以形 成环 状 流 的油膜 。此时 油膜 波 长较 长 ,油 膜厚度很薄 ;随着供油量 的增 大 ,在 一定的供油范 围 内,气液两相流油膜处于相对稳定 的 ( 下转第 25 页) 11 8 6 4 2 O 2 4 6 8 1 O O O 0 加 加 一 ·开 发 与 创 新 · 光电 C51单 片机信 号 图 4 运 算放 大 电路 F i g.4 O p erati on A m p lifi er c ir cu it 要六个放大电路分别进行控制。 六 组 同样 的 电 路 构 成 。 三 角 步 态 运 行 需 要 将 十 八 根 NiTi 形 状 记 忆 合 金 丝 分 为 六 组 .所 以 需 各部分元件的名称及作用如 下 :① 定值电阻均为 5ll ;②可调电阻均为 lOOO, 可调 ,4 号 电阻调节至 50II, 1、2、3 端 口处电阻调节至 5ll ;③三极管分两种 :一种 是小 功率 的 $9013.另 一种 是 大功 率的 T IP122。 2.3 组装 与调试 将各个零件进行组装 .对形状记忆合金进行相应的 固定 ,电路 中各 接线 按 照设 计要 求安 装 连接 ,将 电池连 接到主体中,实物如图 5 所示。 NiTi 丝加热断电后采用 自然冷却方法降温 ,冷却速 度较慢 .高温母相转变为马氏体相变过程明显延迟 ,从 一 图 5 实 物图 F ig .5 T h e p ic tu re of real p rod u c ts 而使得该六足机器人 的 行进 速度 仅 为 1.31mm/s ( 平 均 每 步 用 时 36-3s, 每 步行 进 6.0cm) ,若 采 用 小 风扇 对 加 热 后 NiT i 丝进 行 强 制 风 冷 .将 有 助 于提 高 响 应 速 度 .进 而提高机器人的行进速 度。需要对部分电阻进行细微的调节和根据形状记忆合 金温度的高低及变化的快慢进 行相应程序调试,从而达 到理 想状 况 。 ( 上接 第 11 页) 状态 ,此时管道内能够形成连续 、稳定 的油膜,油膜相 对 较 厚 ,油膜 波 长较 短 ;当油 量 继续 增 大时 ,油膜 显 著 变厚 ,管内润滑油开始向底部沉积 ,油气两相流的流型 开始 向层 状流转 变。 (2)在供油量较小 的时候 ,管道 内能够形成油膜 ,处 于供油间隔期 ,油膜在弯曲管路容易断裂 ;当供油量较 大时 ,油液向底部沉积,容易在弯曲管路发生堆积。 (3)随着供油量的增加,管 内油膜厚度呈现快速增长 、 缓慢增长 、快速增长的变化规律。 参考文献 : 【1】赵菊初.渐开线直齿 圆柱齿轮接触强度和油膜厚度计算【J】.机械设 计与制造 ,1999,3. 【2] 赵孟一.油气润滑系统水平管 内环状 流形成 机理研 究【D】.秦 皇岛: 燕山大学 .2011. 【3] 李 志宏,孙启 国,吕洪波.油气润滑系统水平 管路中环状 流的形成 3 结论 本文对 NiTi 形 状记忆合金丝驱动的六足步态机器 人进行了设计研究 ,制作的形状记忆合金驱动器来驱动 六足步态机器人能达到设计的技术要求。六足步态机器 人在结构和驱动器的控制上 ,沿用了已经完善的控制理 论 .对于后续的开发工作带来 了便利。其结构紧凑 、小 巧 。在控制系统方面 ,采用 了 C5l 单 片机芯片作为核 心 ,而 且抗 干 扰能 力 强 ,对 环 境 适应 性好 ,可根 据 不 同 的工作需要 ,编写适当的程序 ,完成预定的动作 。 参考文献: [1] 杨凯 ,辜承林 .形状记忆合金的研究 与应用[J】.金属功能材料 ,2000. [2】肖恩忠.形状记忆合金的应用现状与发展趋 势『J 】.工具技术 ,2005. 『31 战卫侠 .形状记忆 合金驱动六足 步行机 器人 的研究 fD】.辽宁T 程 技术大学 ,2000. 【4J 刘宗 昌,任慧平 ,安胜利.马氏体相变【M】.科学技术 出版社 ,2012. 【5] 吴承建 ,等.金属材料学[M].冶金T 业 出版社 ,2000. 【6] 刘志强 ,李惠.TiNi 形状记忆合金在电流激励下的驱动性能研究[A ]. 第 五届 中国功能材料及其应用学术会议论文集 Ⅲ。2004. 『71任秉银 ,陈本清.偏动式形状记忆 合金驱动器系统建模与仿 真【C】. 哈尔滨工业 大学机 电工程学 院,2O09. [8】韩建海 ,赵书 尚,李济顺.六足机器人行走步态的协调控制IJ J.机电 工程,2004 ,4. [9] 9 陈学东 ,孙诩 ,贾文川.多足步行机器人 运动规划 与控制[M].华 中 科技大学出版社 .2006. [10】徐 小云 ,颜 国正 ,丁国清.微 型六足仿 生机 器人及 其三角 步态的 研 究[J J.光学精密工程 ,2002 ,4. [11] 苏军 ,陈学东 ,田文罡.六足机器人全方 位步态的研究[M】.机械与 电子,2004. [12] Donald A .Neamen.电子电路分析 与设计一模 拟电子技 术【M】.清 华大学出版社 。2009. 【13】何 敏 ,孙峥 ,闵锐 ,等.模 拟电子 电路 中差分放 大电路 的分析【A】. 电子高等教育学 2008 年学术年会论文集 .2008. 过程及特性研究fJ].润滑与密封 ,2012,7. [4】张永峰.油气润滑 系统应用理论 与实验 研究[D】.秦皇 岛:燕山大 学 .2011. 【5】张 宇.油气润 滑设备 控制 系统设计 与研究 【D】.北京 :北 方 工业大 学,2012. 【6】Weck M,Koch A.Spindle beati ng systems for high- speed applications in mac hi ne t ool .C IR P A nnal s- Manufac turi ng T ec hnology ,1993 ,1. 17] Bums VR Benson JD, Kreueher WM,Reuter RM,Hochhauser A M.De— scription of auto/oil air quality improvement research program[J].1991. [8】Jing Yf ,Song Lx ,Dao Zw,PDA measurements of two- phase flow structure and partieal dispersion for a particle laden jet in clossfl ow [J】_Journ al of Hydrodynamics,2012,1. 【9】王雷 ,冀海峰 ,黄志尧 ,等.基于 ECT 传感 器和模 式识别的气液两 相流空隙率测量新方法研究lJ 1.仪器仪表学报 ,2005,6. 【10] Huang Zhiyao,Wang Baoliang,Li Haiqin昏Application of electrical capac itance tomog raphy to t he v oid frac tion measurement of two- phase now.IE E E Transactions on Instru mentation and measurement.2003.

关注我们

关注微信公众号

您选择了以下内容

页面底部区域 foot.htm