液压润滑管道油冲洗技术研究

　　液压润滑系统要正常使用,必须保证系统内管路达到一定的清洁度,在中间管道安装之前需采用槽式酸洗或者在安装之后采用在线循环酸洗,酸洗结束后,还应对液压系统进行油冲洗。为将液压润滑管道冲洗干净,以使得在系统使用中油品达到规定的清洁程度,首先必须分析管内流体流动状态、流速分布等。雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。

　　实验证明,液体在管道中的流动状态不仅与管道内的平均流速v有关,还与管道内径d、液体的运动黏度ν有关。而用来判别流动状态的是由这3个参数所组成的一个称为雷诺数Re的无量纲数。流体流动时的惯性力Fg和黏性力(内摩擦力)Ff之比称为雷诺数。

　　式中:ρ为油液密度;μ为油液动力黏度。由上式可知,雷诺数Re的大小取决于3个参数,即流体的平均流速v、管道内径d以及液体的运动黏度ν[1、2]。

　　雷诺数小,意味着流体流动时各质点间的黏性力占主要地位,流体各质点平行于管路内壁有规则地流动,呈层流流动状态;雷诺数大,意味着惯性力占主要地位,流体呈紊流状态。实验证明,对于光滑金属圆管,Re<2000为层流状态,Re>4000为紊流状态。一般情况,用临界雷诺数Rec=2320作为判别流动状态的依据。雷诺数的大小决定了黏性流体的流动特性,在不同的流动状态下,流体的运动规律,流速的分布等都是不同的,因而管道内流体的平均流速v与最大流速vmax的速度比值也是不同的。图1描述了管道内液体的雷诺数Re与速度比v/vmax的关系。

　　由图1可见,管道流体呈层流状态时,管壁附近流体流速基本上趋近于零,只有当管道流体呈紊流状态,管壁附近流体流速才接近平均流速,并且雷诺数越大,管壁附近流体流速才越接近于平均流速;而管道油冲洗的目的主要是冲洗掉附着在管壁上的杂质,因此应当使管道内冲洗油达到紊流状态,才能起到应有的冲洗效果[2],因此由图中可知,要达到一定程度的紊流状态,且管壁附近冲洗油流速接近于平均流速,雷诺数Re应取4000。

　　1　冲洗油液流速及压降计算

　　冶金工业设备的液压润滑管道系统的钢管管径主要在Ф12~Ф219之间,每套系统中间配管总长度在500~2500 m之间,为了到达紊流状态,需要计算各种规格管径管道所需的最小流速vmin,同时计算所需的最小流量qvmin和每100 m产生的压降Δp100m。油冲洗的用油一般采用VG22的冲洗油,以壳牌冲洗油(ShellFlushingOil)为例,壳牌冲洗油的各参数见表1。

　　由于油液的运动黏度与温度T成线性关系,用插入法推导出冲洗温度一般在55℃时油液运动黏度为:ν=19. 15 mm2/s^[3] 。