油气两相环状流的试验研究

　　1　试验意义和目的

　　由于两相环状流流动是工程实践中最普遍的一种流型,因此,对其进行的试验研究也较多,但大多数是集中在对气水两相环状流的试验研究,得到了大量的试验数据和经验公式。而对油气两相环状流进行试验研究见于报道的较少,与其有关的试验数据和经验公式更少,这对油气冷却润滑的实际应用和理论研究是非常不利的,因此,为工程设计提供一些必要的数据,便于理论研究,对油气润滑两相环状流进行试验研究并归纳和总结一些现象是非常必要的。

　　通过直接的观察和一些有关的数据测试,了解和掌握了油气两相环状流流动的有关特征和数据。

　　2　试验及测试的内容

　　(1)观察并记录油气两相环状流在垂直和水平管内的流动形式,观察并记录油气两相环状流在垂直和水平平面内转弯180°的流型。

　　(2)采用染色法,研究油气两相环状流液体输运机理。

　　(3)采用同一黏度的润滑油,同一运行

　　距离,不同管径的情况下,测试油气两相流流动参数。

　　(4)采用同一运行距离,同一管径,不同黏度润滑油的情况下,测试油气两相流的流动参数。

　　3　试验设备

　　试验用设备如下:

　　空气压缩机2台,排量各为0.4m3/min和0.36m3/min;

　　供油装置2套,泵的排量各为100ml/min和400ml/min;

　　透明胶管5种,规格如下:Φ14×18000、Φ9×9150、Φ8×18000、Φ6×18000、Φ5×7650;

　　大油杯1个,容量为200ml,小油杯3个,容量为100～20ml;

　　油气混合器2台,其中1台具有8个出口,每孔额定排量为4ml,另1台油气混合器具有3个出口,递进式给油器具有10个供油口;

　　玻璃浮子流量计2个,量程各为22.5m3/h和21.6m3/h;

　　压力表4块,量程分别为0. 6MPa、0.4MPa、0.25MPa、0.1MPa;

　　秒表1块,墨水1瓶,针管1个;

　　集油箱2个,材质各为有机玻璃和普碳钢。

　　润滑油的黏度分别为N32、N100、N200、N460。

　　4　试验方案

　　采用染色法,研究油气两相环状流液膜运动机理时,用针管吸入墨水,将针尖分别插入水平胶管的正下部和正侧部,且针尖的头部应埋入液膜内的不同深度,观察液膜厚度情况,并注入墨粒,观察墨粒运动情况。与此同时,从混合器出口观察到有油气两相流排出开始,在胶管的出口处,于距胶管出口约5mm处放置白色餐巾纸,直至油气两相流到达胶管出口或胶管出口以排出油气两相流一段时间后,移出白色餐巾纸,观察白色餐巾纸收集油滴情况,就可知气流中有无液滴携带。

　　5　试验数据

　　(1)试验用32号极压齿轮油,在同一运行距离,不同管径的情况下,测试油气两相流的输送参数,见表1。