摘 要

本文首先使用SOLIDWORKS成功设计了一种筛板式润滑油消泡装置并且借助了流体力学相关软件FLUENT针对实际运行过程中消泡装置之中的润滑油流场进行了三维数值模拟，再通过比较分析不同设计条件之下消泡装置的实际消泡性能，从而得到了消泡率较高，消泡效果更好的润滑油消泡装置的合理的设计方案。所设计出的筛板式消泡装置消泡效果好，在润滑油在线监测领域有着重要的指导意义。

论文主要研究了筛板式消泡装置的不同设计尺寸对于其实际的消泡效果的影响。

研究的结果表明为了得到更高的消泡率和更为优秀的消泡效果，要求设计出的消泡装置具有筛板数目较多，筛板的开孔率较低，筛板上筛孔口径较小的特点。

本文的特色：使用ANASYS的集成软件实现了不通过实验、不制作实物直接在计算机中模拟出来消泡装置内部的润滑油流场，分析计算出合理的消泡装置设计方案。

关键词：筛板；消泡装置；润滑油在线监测系统；三维数值模拟；消泡率。

Abstract

In this paper, firstly, SOLIDWORKS is used to successfully design a perforated plate type lubricating oil defoaming device, and FLUENT is used to carry out three-dimensional numerical simulation on the lubricating oil flow field in the defoaming device during actual operation. Then, through comparing and analyzing the actual defoaming performance of the defoaming device under different design conditions, a reasonable design scheme of the lubricating oil defoaming device with higher defoaming percentage and better defoaming effect is obtained. The designed perforated plate defoaming device has good defoaming effect and has important guiding significance in the field of lubricating oil online monitoring.

This paper mainly studies the influence of different design sizes of perforated plate defoaming device on its actual defoaming effect.

The research results show that in order to obtain higher defoaming percentage and better defoaming effect, the defoaming device designed is required to have the characteristics of more perforated plates，lower opening rate of perforated plates and smaller diameter of holes on perforated plates.

The characteristic of this paper is that the integrated software of ANASYS is used to simulate the lubricating oil flow field inside the defoaming device directly in the computer without experiments or making any real objects, and the reasonable design scheme of the defoaming device is analyzed and calculated.

Key words: perforated plate; Defoaming device; Lubricating oil online monitoring system: 3-D numerical simulation；Defoaming percentage

目 录

第1章 绪论 1

第2章 泡沫简介 2

2.1 泡沫及消泡概述 2

2.2 泡沫的性质和形成原因 2

2.2.1 泡沫的性质 2

2.2.2 泡沫的形成原因 2

2.3 泡沫的危害和消除措施 3

2.3.1 泡沫的危害 3

2.3.2 消除气泡的可行措施 3

第3章 润滑油在线监测系统简介 5

3.1 油液在线监测系统概述 5

3.2 监测系统传感器简介 5

3.2.1 润滑油粘度传感器 5

3.2.2 润滑油水分传感器 6

3.2.3 润滑油磨粒监测传感器 6

3.2.4 润滑油中其他污染物的监测 7

第4章 筛板式消泡装置设计 9

4.1消泡装置综述 9

4.1.1 超声波消泡装置 9

4.1.2 离心式消泡装置 9

4.1.3 筛板式消泡装置 9

4.2 筛板式消泡装置设计 10

4.2.1 消泡原理 10

4.2.2 筛板式消泡装置内部流场的三维仿真 13

4.2.3 筛板式消泡装置的结构设计 16

第5章 结论 18

参考文献 19

致 谢 20

第1章 绪论

随着现代机械技术的飞速发展，工、农、商等各行各业都已经深深依赖种类繁多的先进的机械装置。这些不同的机械装置具有不同的功用，但是它们的日常运行和维护都离不开其“血液”——润滑油。由于润滑油在机械装置之中如此重要，所以对运行机械中润滑油状态的实时监测就成为了机械装置运行中的重要工作。机器健康状态的实时状态监控可以通过消除对昂贵的机器停机检查的需要而显著降低操作成本，否则需要停机检查来避免操作期间部件灾难性故障的可能性^[1]。机器状态监控对于维护和延长高速旋转和往复运动机械的健康已经变得至关重要，这些机械用于国家的许多关键行业，包括航空航天、制造业和能源行业。

润滑油成分分析已经成为在故障发展过程中提供早期警告的有效手段，因为有关传感器的显示数据包含关于油润湿的运动部件的老化和损坏的有价值的信息。当有关的分析师详细分析过关于润滑油油液包含的成分之后，他们就可以得出关于运行中的机器的健康状态优劣的结论，成功实现在不进行停机操作的前提之下准确得出机器运行是否正常、机件磨损情况等对于机器的日常维护和修理至关重要的结论。

在过去的二十年里，学术界和工业界进行了广泛的研究，开发了在线油类调节传感器，该传感器可以提供对机器健康状况的实时和连续监测。同时在实际的工业应用之中，用到了许多可以反映润滑油油质的不同种类传感器，例如水分传感器、磨粒传感器、黏度传感器等等，不一而足。然而，在实际的工业生产制造的过程中，我们发现当机械所使用的润滑油之中包含一部分气泡时，对油液进行在线监测的传感器可能会直接受到这些气泡成分的影响而会显示出不够准确甚至是存在谬误的监测结果。在得到这种监测结果之后，有关的分析员也非常容易受其影响对机器状态和油液质量做出误判。为此，研制一种油液在线监测的高效消泡装置，对润滑油在线监测技术在油液含气泡较多的设备中应用尤其重要^[2]。