随着全球能源与环境压力的加剧,以石油产品为代表的不可再生资源回收利用受到许多国家的高度重视,发展油品净化技术、实现可持续发展受到相关行业的普遍关注。液压润滑系统广泛应用于机械、动力等工业设备中,运行时产生大量的杂质颗粒等污染物,极易造成设备故障,企业普遍采用油品整体更换或在线净化的方法,资源消耗大且造成严重的环境污染。静电净油技术因其无耗材、环保等特点,近几年在航空液压油、变压器油等污染度较低的油品净化中得到了成功应用,但对于液压润滑系统由于其油品污染度较高、油品特性复杂且在系统运行过程中不断变化,静电净油过程中液固两相输运分离机理十分复杂,现有技术设备的净油效率低、净化难度大。因此发展液压润滑系统中液固分离的关键技术,开发针对高污染油品的高效静电净油技术及装备十分必要。本文首先对基于液压润滑系统的静电净化机理进行分析,建立了净油装置的理论模型。通过数值模拟和实验研究,分析了净油过程中影响净化效率的主要因素及对液固分离的作用机制。发明了一种针对高污染油品的新型静电净油系统,设计并完成了工业样机,进行了净油效率实验和工业应用实验验证。本研究成果对电场下液固输运分离问题的研究和高压静电净油技术在液压润滑系统中的应用具有重要的理论和实际意义。本文主要研究内容如下:1.通过对高压静电净油机理的分析,建立了净油装置的理论模型,通过数值模拟与分析,获得了影响净油效率的主要因素及液固分离的作用机制。研究结果表明:线-筒电极组合卷筒形集尘体,具有更好的非均匀电场形式,有利于提升净化效率。通过对静电净油过程中电压、流量、粒径范围、颗粒含量等因素对净化效率的作用机制进行分析,结果表明:净化流量分别设定为1.5L/min、3L/min、4.5L/min时,净化效率随流量增大而降低。电压分别设定为1k V、10k V、20k V时,净化效率随电压上升增大而提高。当固相体积分率大于0.000125时,对0.5-15μm范围内的杂质颗粒均有明显的净化效果。2.通过无量纲分析建立了净油系统物理模型,设计并搭建了高压静电净油实验平台,对液压系统典型油样进行了污染油品的净化实验研究,分析了关键因素对系统净油效率的影响。针对液压润滑系统中四种典型油样:机床润滑油、防锈油、液压油、轴承润滑油,通过实验研究关键因素对其净化效率的影响,实验结果表明:电压在5k V-15k V范围内,随电压上升各油样净化效率均呈上升趋势。其中高粘度轴承润滑油样,净化效率提升最为明显;温度在20℃-60℃范围内,轴承润滑油样随油温升高净化效率有所上升;流量在1L/min-5L/min范围内,随流量的减小各油样净化效率均呈上升趋势,其中5-15μm粒径范围颗粒变化最为明显。3.通过静电净油正交实验研究,完成了关键因素的评价和优选,验证了静电净油实验系统的净化效果。通过正交实验的方法研究电压、流量、温度、净化时间等影响因素的作用主从关系及优选组合。实验结果表明:电压和净化时间是主要影响因素,流量和温度是次要影响因素;并在影响因素优选组合下,进行净化效率验证实验,实验结果表明:5-15μm粒径颗粒净化率为96.9%,15-25μm粒径颗粒净化率为84.9%,25-50μm粒径颗粒净化率为60%。4.基于理论与实验研究,发明了一种新型高压静电净油系统,设计并完成了工业样机,通过现场实验,该样机在液压润滑系统中取得了理想的净化效果。在静电净油装置基础上结合了颗粒电荷平衡原理,发明了一种新型静电净油系统,该系统包括预过滤装置、除水装置及净化效果监控装置,最终设计并完成了高压静电净油系统工业样机。进行现场验证实验,实验结果表明:在5-15μm、15-25μm、25-50μm、50-100μm、>100μm的粒径范围内,杂质颗粒净化率分别为:93%、83%、91%、98%、86%。实验结果验证了高压静电净油系统工业样机应用于高污染度且油液特性不断变化的现场液压润滑系统中,表现出良好的净化效果。