【技术实现步骤摘要】
一种旋流磨损颗粒检测传感器及其分散效果分析方法
本专利技术涉及磨损检测设备
，特别是涉及一种旋流磨损颗粒检测传感器及其分散效果分析方法。
技术介绍
机械设备工作过程中，零部件的磨损是不可避免的。磨损现象的产生不仅会降低设备的工作效率，还会影响其使用寿命。相关研究表明，由元件磨损引起的机械故障是影响机械设备正常运行的重要因素之一，机械设备中不同种类的摩擦副间发生相对运动时会产生大量的磨损颗粒，这些磨损颗粒随润滑油液在机械系统中运动时，会进一步加剧设备磨损程度，并最终导致严重机械故障的发生。此外，磨损颗粒作为磨损现象的产物，包含了丰富的设备磨损状态信息，因此，为了预防元件过度磨损引发的严重机械故障、提高设备运行可靠性和安全性、降低维护与维修成本，对机械系统磨损状态进行在线监测与评估具有重要意义。现有技术中机械系统磨损状态监测过程中一般需用到电磁式磨损颗粒检测传感器，且因其结构形式简单、温度稳定性好、抗背景噪声能力强、可靠性高等特点被广泛研究和应用。电磁式磨损颗粒检测传感器通过检测磨损颗粒引起的磁场扰动程度估...
【技术保护点】
1.一种旋流磨损颗粒检测传感器，其特征在于：包括湍流分离区和磨粒检测区，所述湍流分离区为一带有空腔的圆盘，所述圆盘的内壁为圆柱面，所述圆盘的侧壁处设置有向外突出的延伸管，所述延伸管上开设有油液入口，所述油液入口偏置设置于所述圆盘上，所述圆盘上设置有油液出口，所述油液出口与所述磨粒检测区的进口连通。/n
【技术特征摘要】
1.一种旋流磨损颗粒检测传感器，其特征在于：包括湍流分离区和磨粒检测区，所述湍流分离区为一带有空腔的圆盘，所述圆盘的内壁为圆柱面，所述圆盘的侧壁处设置有向外突出的延伸管，所述延伸管上开设有油液入口，所述油液入口偏置设置于所述圆盘上，所述圆盘上设置有油液出口，所述油液出口与所述磨粒检测区的进口连通。
2.根据权利要求1所述的旋流磨损颗粒检测传感器，其特征在于：所述油液出口的中心线与所述油液入口的中心线相互垂直，所述油液出口设置在所述圆盘的底面上且与所述圆盘共轴线。
3.根据权利要求2所述的旋流磨损颗粒检测传感器，其特征在于：所述圆盘的所述底面上固定且连通有锥型罩，所述油液出口通过所述锥型罩与所述磨粒检测区的进口连通，所述磨粒检测区的外壁上开设有凹槽，所述凹槽中用于绕设检测线圈。
4.根据权利要求1所述的旋流磨损颗粒检测传感器，其特征在于：所述圆盘侧壁的另一处设置有向外突出的连接管，所述油液出口设置在所述连接管上，所述连接管上套设有检测线圈，所述延伸管连与所述接管平行。
5.根据权利要求4所述的旋流磨损颗粒检测传感器，其特征在于：所述延伸管和所述连接管的厚度均与所述圆盘的厚度相等，所述延伸管的外壁和所述连接管的外壁与所述圆盘中心的间距相等。
6.一种旋流磨损颗粒检测传感器的分散效果分析方法，其特征在于：应用权利要求1-5中任一项所述的旋流磨损颗粒检测传感器，并包括以下分析步骤：
第一步，判断湍流分离区内润滑油液的流动状态：
将润滑油液经油液入口通入圆盘，利用如下公式计算润滑油液的雷诺数，
式中，ρ为润滑油液密度，ν为润滑油液速度，d为磨损颗粒检测传感器的管路直径，μ为润滑油液动力粘度，根据润滑油液的雷诺数判断湍流分离区内润滑油液的流动状态；
第二步，对润滑油液中磨损颗粒团的分散效果进行仿真：
所述的旋流磨损颗粒检测传感器用于对润滑油液中的磨损颗粒进行检测，机械设备初期异常磨损阶段产生的磨损颗粒直径为50～100μm，且磨损颗粒在润滑油液中体积分数低于10％，所以在磨损颗粒团的分散研究过程中将各磨损颗粒均视为离散相，采用欧拉-拉格朗日方法对磨损颗粒的受力及运动情况进行建模，同时综合考虑各湍流模型的特点，选用κ-ε模型，并通过求解湍流变量得到湍流涡流和平均涡寿命引起的速度脉冲，进而与拉格朗日颗粒模型进行耦合，以对润滑油液中磨损颗粒团的分散效果进行仿真；其中，对于稳态不可压缩流动，使用κ-ε湍流模型时所求解的方程为
ρ(u·▽u)＝▽·[-PI+(μ+μT)(▽u+(▽u)T)]+F(2)
ρ▽·U＝0(3)
湍动能产生项pk为：
式中：ρ为润滑油液流体密度，μ为润滑油液流体速度，κ为湍动能，ε为湍动能耗散系数，为湍流粘性系数，F为外部力；
第三步，对湍流分离区中旋流状态下的磨损颗粒进行仿真：
当润滑油液通过油液入口进入湍流分离...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑长松，贾然，王旭，马彪，陈漫，李慧珠，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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