机械工程学报

作者：李莹, 陈冬京, 王博众, 佟海生, 孔祥东, 张晋

单位：1. 燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004;2. 河北省重型机械流体动力传输与控制实验室 秦皇岛 066004;3. 内蒙古北方重工业集团有限公司 包头 014033;4. 先进制造成形技术及装备国家地方联合工程研究中心 秦皇岛 066004

关键词：气液分离,液压油,数值计算,气液两相流；

基金：国家重点研发计划（2018YFB2000703）和国家自然科学基金（52005429）资助项目。

液压系统由于吸空、回油、气穴等原因会产生气泡，对液压元件及系统造成气蚀、噪声、振动及关键元件损坏等危害，降低系统可靠性与工作效率。油箱作为液压系统中除气的重要辅助元件，在移动设备中为保障除气等功能存在体积大、质量大的不足，限制了设备的承载能力与续航能力。油箱静置工况下的排气能力决定了其容积的大小，明确油液中的气体运动规律可以指导油箱的小型化设计，提升油箱的轻量化潜力。通过对静置油液中气体形态及运动特性进行研究采用VOF法进行气泡运动的边界追踪，得到的气泡形态与上升路径轨迹，建立静置油液中气泡自由上升的运动特性模型，计算得到40℃下46号液压油中不同直径气泡的平衡速度，并通过试验进行对比验证。研究表明液压油中气泡在上升过程中呈现球形，轨迹为直线；运动特性模型的理论速度与实际速度平均相对误差为3.272%，验证运动特性模型可靠性。研究明确油液中气泡的运动特性，建立的运动特性模型可以有效反映油箱在静置状态下的除气能力，为静置油液中的气体分离规律研究及油箱的小型化设计提供了参考。

来源：2021年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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