液壓閥是液壓系統(tǒng)流體控制的中樞,隨著液壓技術(shù)向更高功率密度的發(fā)展,當(dāng)液壓管路中的流量被切斷后,液壓閥中將會(huì)出現(xiàn)更大的壓力梯度,研究發(fā)現(xiàn),液壓閥在流量被切斷瞬間會(huì)出現(xiàn)劇烈的空化現(xiàn)象,空化潰滅時(shí)產(chǎn)生的壓力波會(huì)對(duì)液壓閥的性能造成嚴(yán)重負(fù)面影響,遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離其額定工況。因此,對(duì)于一些對(duì)液壓閥可靠性要求比較高的場(chǎng)合,研究液壓閥流量被切斷時(shí)的瞬態(tài)特性顯得尤為重要。但是對(duì)于液壓閥流量被切斷瞬間其內(nèi)部發(fā)生的瞬態(tài)空化現(xiàn)象,目前的研究還很少。因此,我們采用了可視化方法對(duì)液壓管路流量被切斷瞬間閥門內(nèi)部的空化現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。本文的研究內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn):第一章概述了本課題的研究意義、液壓閥中空化現(xiàn)象研究現(xiàn)狀、高速攝像技術(shù)、油介質(zhì)中發(fā)生空化的機(jī)理以及本論文的主要研究方向和內(nèi)容。第二章對(duì)簡化后的二維流道模型進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,然后分別采用Schnerr-Sauer空化模型、Zwart-Gerber-Belamri空化模型和Singhal空化模型這三種基于相變的蒸氣型空化模型進(jìn)行空化流動(dòng)仿真,將得到的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì),分別得到三種基于相變的空化模型計(jì)算油空化現(xiàn)象的優(yōu)劣。比對(duì)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)修正湍流粘度后的Singhal模型的計(jì)算結(jié)果比前面兩種模型的計(jì)算結(jié)果要好。然后通過上述結(jié)果對(duì)基于相變的空化模型計(jì)算油空化的局限性進(jìn)行討論,發(fā)現(xiàn)基于相變的空化模型無法模擬出微型氣泡的流動(dòng)狀態(tài),因?yàn)閷?duì)基于液體相變的空化模型來說,只要流場(chǎng)中的局部壓力大于飽和蒸氣壓,微型蒸氣泡就會(huì)立刻轉(zhuǎn)變?yōu)橐合�。第三章�?duì)液壓管路流量切斷瞬時(shí),液壓閥內(nèi)部的空化流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了可視化實(shí)驗(yàn)研究。并對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的圖像進(jìn)行灰度處理,處理得到流量切斷后圖像相對(duì)灰度值隨時(shí)間的變化,根據(jù)相對(duì)灰度大小衡量空化的強(qiáng)弱。研究發(fā)現(xiàn):準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)流動(dòng)下二維閥口模型,當(dāng)流量被切斷后,在閥口會(huì)形成局部低壓,造成強(qiáng)烈的空化,其劇烈程度遠(yuǎn)高于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)流動(dòng)下產(chǎn)生的空化;若進(jìn)口壓力越高,則流體的流動(dòng)慣性越大,流動(dòng)停止所需要消耗的時(shí)間越長;流量被切斷一段時(shí)間后,空化強(qiáng)度突然由強(qiáng)轉(zhuǎn)弱是由于出口壁面回傳的強(qiáng)壓力波引起的;當(dāng)模型內(nèi)部壓力穩(wěn)定后,同一進(jìn)口壓力下油液中的氣體體積占比隨時(shí)間呈指數(shù)規(guī)律下降。最后,對(duì)已經(jīng)做過的工作進(jìn)行了總結(jié)與展望,并簡單介紹了接下來準(zhǔn)備開展的研究工作。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH137.52
【部分圖文】：

碩士學(xué)位論文度研究倒角長度對(duì)閥內(nèi)部空化流動(dòng)特性產(chǎn)生的影響，結(jié)果雷諾數(shù)固定不變，當(dāng)油液流出閥口時(shí)，若閥座倒角長度 S 1 且小于等于 3，錐閥的流量系數(shù)和臨界空化數(shù)將會(huì)達(dá)到最，若錐閥閥座的倒角長度 S 與錐閥閥口高度 h 的比值小于空化數(shù)就會(huì)達(dá)到最大值。同時(shí)得出，當(dāng)油液流出閥口時(shí)，，閥口會(huì)產(chǎn)生周期性湍流，并且伴隨著管道中油柱的諧振。該實(shí)驗(yàn)對(duì)表 1.1 中的幾組參數(shù)的半切錐閥模型進(jìn)行了詳閥口兩種狀態(tài)，分別得到錐閥流量系數(shù)與閥前后腔壓差、、閥芯以及閥座上的壓力分布、流量系數(shù)和 S/h 以及雷諾數(shù)時(shí)的臨界空化數(shù)和 S/h 值以及雷諾數(shù)的關(guān)系，還得到了表 1 S/h 分別為 0.4mm、2.31；0.6mm，1.54；0.8mm，1.15；聲與前后腔壓差之間的關(guān)系，如圖 1.2。同時(shí)拍攝得到了這腔壓力為 0.7MPa 時(shí)的空化圖像，如圖 1.3。

圖 1.2 錐閥噪聲與前后腔壓差的關(guān)系圖 1.3 開度為 0.6mm、后腔壓力為 0.7MPa 時(shí)的空化圖像8 31]還發(fā)現(xiàn)若改變液壓錐閥的錐角和油液溫度，錐閥的研究表明；錐閥錐角對(duì)閥口區(qū)域的壓力分布以及流動(dòng)

圖 1.3 開度為 0.6mm、后腔壓力為 0.7MPa 時(shí)的空化還發(fā)現(xiàn)若改變液壓錐閥的錐角和油液溫度，錐表明；錐閥錐角對(duì)閥口區(qū)域的壓力分布以及流座上時(shí)，對(duì)閥的性能的影響更為顯著。他們帶有 1.2mm 長倒角和無倒角的兩種錐閥在錐角狀態(tài)下的流動(dòng)特性、臨界空化數(shù)、壓力分布為 、 、 時(shí)的閥口開度分別取為 0.的閥口高度 h 都保持在 0.566mm，且實(shí)驗(yàn)時(shí)油對(duì)錐閥空化特性及閥性能的影響，在給定 了 25 C 、40 C 、55 C 三組溫度下的流動(dòng)特驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在油液流入錐閥閥口時(shí)，只要輕微續(xù)性變化，而溫度對(duì)流動(dòng)參數(shù)的影響取決于油時(shí)，空化發(fā)生時(shí)溫度的變化同樣會(huì)引起流動(dòng)

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本文編號(hào)：2808228