[发明专利]一种基于Taylor涡调控的液体润滑转轴减阻方法

摘要

本发明公开了一种基于Taylor涡调控的液体润滑转轴减阻方法，属于液体润滑转轴减阻技术领域。该液体润滑转轴减阻方法利用Taylor‑Couette流动情况下Taylor涡的迟滞效应，转轴在转动时，转轴和轴套之间润滑液体的周向流动属于Taylor‑Couette流动，通过控制Taylor‑Couette流动中转轴和轴套之间间隙的液面高度，控制转轴的转速和待测液体的注入速度，实现不同雷诺数、不同注入速度下Taylor涡的迟滞效应，通过缓慢增加转轴和轴套之间润滑液体的液位高度，改变Taylor涡的尺寸和数量，从而减少转轴的阻力。该液体润滑转轴减阻方法具有操作便捷，易于实现、减阻效率显著、稳定，适用范围广的特点。

主权项

1.一种基于Taylor涡调控的液体润滑转轴减阻方法，其特征在于包括以下步骤:步骤1.选取转轴和轴套的尺寸；要求0.9≥η＝Ri/Ro≥0.5，ξ＝H/(Ro‑Ri)≥3，式中，Ri为转轴半径，Ro为轴套半径，H为转轴的高度；转轴外表面和轴套内表面粗糙度均小于1.6，利用超声波对转轴外表面与轴套内表面做清洁处理，确保转轴外表面与轴套内表面无残留杂质；在轴套侧壁上距离下底面20mm处开有直径为2mm的注射孔，转轴与轴套同轴度小于0.02，且垂直于下表面；步骤2.固定注射装置，通过直径为2mm的无弹性连接软管将注射装置和轴套连接，转轴与轴套之间初始的液位高度不能小于2(Ro‑Ri)，其中,Ri为转轴半径，Ro为轴套半径；步骤3.设定注射装置的液体注入速度，待转轴达到设定转速稳定3分钟后启动注射装置；在整个过程中确保转轴转动稳定，并且液体注入过程中不带入杂质和气泡，注入液体的速度为30ml/h；步骤4.当转轴与轴套间隙充满液体时，不再向间隙中注入液体，实现扩大Taylor尺寸、减少Taylor数量的液体转轴减阻，计算该方法的减阻率按照公式:DR＝(T1‑T2)/T1×100％式中，T1为未使用该方法时给定液位高度时对应的转轴的扭矩值，T2为通过逐渐加注达到给定液位高度后转轴的扭矩值；并且整个过程中减阻率稳定。