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液压油箱是液压系统中不可或缺的辅件,油箱设计的好坏及其功能的优劣都会直接影响到整个系统运行的稳定性、工作的可靠性以及工作性能的高低,特别会严重影响到系统中液压泵的使用寿命。油箱的作用主要包括:储存液压系统所需要的工作介质、散发系统工作时由于各种损失所产生的热量、沉淀工作介质所含的杂质成分、分离工作介质中的空气等。液压油中气泡的存在会使油液的体积和弹性模量剧减,可压缩性大大增加,因此会导致系统出现气穴、噪声加剧以及使系统的刚性下降、工作性能恶化等现象。 随着机、电、液一体化的完善与发展,以及设备装置向小型化、集成化发展的趋势,油箱的传统结构型式将不再适应液压系统的现代优化设计要求。因此,通过不断优化液压油箱结构和气液分离装置,从而改善油箱内气泡的分离特性,尽可能地抑制气泡的生成与侵入,快速分离出油液中的气泡,并且将气泡对系统造成的影响降低到最小,已经成为优化液压系统性能的重要课题。 本论文以一种液压油箱(尺寸:500×200×300mm)为研究对象,将理论分析与流场仿真相结合,对油箱内流场进行了研究。应用Fluent软件中的Mixture(混合)多相流模型对液压油箱内的气液两相流进行数值模拟,分析了油箱中气液两相混合物的静压场特性、总压场特性以及速度场特性;应用Fluent软件中的Eulerian-Eulerian(欧拉-欧拉)多相流模型对隔板数目与隔板位置不同时的液压油箱内流场进行数值模拟,分析了影响气泡分离的因素、隔板数目和隔板位置对气泡分布的影响。本论文为研究油箱内气液两相流动特性以及如何通过改变油箱内部结构来分离气泡方面提供了一定的参考价值。 本文的研究内容主要包括: 第1章阐述了液压油箱内气泡分离与气液两相流动特性的研究背景和意义;概述了气液两相流、液压油箱与有关气泡研究方面的主要内容以及国内外研究现状;最后概括了本论文研究的主要内容。 第2章对气液两相流动的基本参数与影响油液中气泡分离的因素进行理论分析,运用Fluent软件中的欧拉-欧拉多相流模型对液压油箱内流场进行数值模拟,解析了油箱内气泡直径与油液粘度对气泡分离的影响,并简要分析了工作介质为水时,油箱中气泡的分离特点。 第3章采用Fluent软件中Mixture混合模型对液压油箱中的气液两相流进行数值模拟,分析了不同形状回油管的油箱中气液两相混合物的静压场特性、总压场特性以及速度场特性。 第4章采用Fluent软件中的欧拉-欧拉多相流模型对液压油箱内流场进行数值模拟,分析了油箱内油液的速度分布特点与流线图、油箱中隔板数目与隔板位置对气泡分离的影响。 最后,对本论文研究的主要工作与取得的成果进行了总结,以及对本课题中仍需深入研究的方面进行了展望。