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连通容积内油液的微分阐述

在推导含气率微分方程之前,需要给出一定的假设条件。根据液压系统油气两相流的特点,认为:

(1)根据集中参数建模方法,忽略连通体积内油气两相混合的不均匀性,控制容积内流体的各种属性密度和含气率均是单一参数。

(2)假设控制容积出口的油液状态与上游即控制容积内的油液状态一致,两处含气率相同。

基本假设还是坚持了集中参数的思想,是对液压系统内油气两相流动的简化处理。


连通容积是指与外界存在物质交换即有油液流入流出的控制容积。一般情形下,ca88手机版的工作油腔,如外啮合齿轮泵的齿腔和柱塞泵的柱塞腔,均是通过一定的配流机制从泵的低压腔吸油,经过泵压缩油液将机械能转换为液体的压力能使高压油液从工作油腔压送到泵的高压腔。此时,除了考虑控制容积内油液中气体的析出和消解作用,还必须考虑控制容积与外界油液的流入流出对容积内气相含量的影响。其具有一个入口和一个出口,并且容积自身体积大小还可以发生变化,反映了液压泵的工作油腔的通用特征。


根据质量守恒定律,可以认为控制容积内气体成分的质量变化包含两个部分:容积内发生的油气两相之间的内部传输以及通过容积开口与外界发生的质量交换。第一部分所谓的内部传输是指空气的析出或消解和油液汽化或蒸汽液化两种内部过程;第二部分是指油液流入流出控制容积时发生的物质交换作用,气体随油液流入控制容积时其内部质量含气率增加,容积内油液质量含气率变化主要受三种因素支配。其一,连通容积内油液本身由压力驱动的内部传输过程,为方程中右侧第一项。其二,连通容积边界上与外界发生的流动交换过程,为方程中右侧第二项。其三,质量含气率还和连通容积内油液总质量相关,而后者主要体现在连通容积本身体积的变化上,为方程中右侧第三项。


由于质量份数本质上由溶质和溶液质量决定,而这里的溶质质量即为ms,溶液质量为rn,进一步分析可知,含气率微分方程的前两项其实表示的是rns的变化,而最后一项则表示溶液质量m的改变。这阐释了含气率微分方程所蕴含的物理意义。


含气率微分方程中的空气析出系数可以通过试验方法确定。但由于试验可测量有限,提出了一种确定空气析出系数的间接方法。首先,建立ca88会员登录入口节流的CFD仿真模型,利用泵空化试验数据确定CFD仿真模型的一些系数。而后,应用含气率微分方程建立泵入口节流的集中参数模型,因为CFD仿真模型能提供更多的流场信息,包括试验无法测量的变量,因此可以利用CFD的仿真结果作为中间量间接地确定集中参数模型中的空气析出系数。


计算流体力学(CFD)为复杂流场求解提供了强有力的技术手段。当前许多CFD软件也分别有自身的空化模型,用以求解多相流问题。除通用的流体动力学控制方程(连续性方程,动量方程和能量方程以及湍流方程)以外,求解多相流的流场特性还需引入气相输运方程。可是,ca88手机版厂对CFD软件的空化模型多是研究水的汽化和液化的,对油气两相介质的特殊性质考虑不足。


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点击次数:  更新时间:2018-04-11 09:28:44  【打印此页】  【关闭