本文關(guān)鍵詞：基于動(dòng)網(wǎng)格的錐閥流場(chǎng)可視化及空化現(xiàn)象研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：錐閥具有密封性好、通流面積大、節(jié)能、易操作、對(duì)液壓介質(zhì)不敏感等優(yōu)點(diǎn),在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用,尤其在插裝閥中更是普遍使用。錐閥對(duì)液壓系統(tǒng)的控制是通過調(diào)節(jié)內(nèi)部流體的流動(dòng)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。因此,提高錐閥的性能需要深入研究閥體內(nèi)部流體的流動(dòng)狀態(tài),從流場(chǎng)的角度研究液壓閥內(nèi)部的流道形狀、流場(chǎng)流態(tài)及破壞機(jī)理之間的關(guān)系。目前關(guān)于錐閥的研究存在的不足與問題:1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)目前關(guān)于錐閥過流斷面面積的計(jì)算方法尚存在問題:傳統(tǒng)錐閥過流斷面面積計(jì)算公式是按全錐錐閥情況推導(dǎo)得出,錐臺(tái)形錐閥閥芯在小行程范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)可使用該計(jì)算公式,在大行程時(shí)傳統(tǒng)面積公式不再適用;2)以往關(guān)于液壓閥流場(chǎng)的數(shù)值分析多局限于定常研究或直接給定閥芯運(yùn)動(dòng)速度的瞬態(tài)研究,其方法難以真實(shí)模擬閥芯運(yùn)動(dòng)情況及流場(chǎng)變化情況,且實(shí)際工作中閥芯的啟閉過程會(huì)對(duì)空化流場(chǎng)產(chǎn)生較大影響,因此目前的研究無法真實(shí)反應(yīng)氣穴的產(chǎn)生與發(fā)展過程。根據(jù)目前存在的問題,進(jìn)而確定主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,本文利用前處理軟件Icem對(duì)全錐錐閥與錐臺(tái)形錐閥的流場(chǎng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分,利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件Fluent對(duì)兩種錐閥流場(chǎng)進(jìn)行CFD仿真計(jì)算,分析研究?jī)煞N錐閥內(nèi)部流場(chǎng)在相同條件下的不同流態(tài),從流場(chǎng)的角度研究全錐錐閥與錐臺(tái)形錐閥在不同行程時(shí)閥口的流量特性。研究結(jié)果表明在小行程外流工況時(shí),兩種錐閥的流場(chǎng)特征幾乎相同,起節(jié)流作用的過流斷面位于同一位置;在大行程外流工況時(shí),由于錐臺(tái)形錐閥閥口前無錐面的導(dǎo)流作用,閥座直角頂點(diǎn)與閥芯錐面下頂點(diǎn)所形成的錐臺(tái)側(cè)表面起實(shí)質(zhì)性收縮流體的作用,過流斷面的位置發(fā)生變化。繼而通過流場(chǎng)分析與理論推導(dǎo)相結(jié)合的方法,推導(dǎo)出了錐臺(tái)形錐閥在大行程時(shí)過流斷面的位置與大小。其次,本文利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT中的6DOF模型模擬插裝閥閥芯開啟過程中的非定常流場(chǎng),閥芯運(yùn)動(dòng)由其所受流體力確定,當(dāng)閥芯受力達(dá)到平衡時(shí),閥芯停止運(yùn)動(dòng)。與此前研究方法相比,該方法與閥芯實(shí)際運(yùn)動(dòng)更加接近,且避免了編寫較為復(fù)雜的UDF函數(shù),通過將閥芯處于穩(wěn)定后閥芯位移、控制腔壓力、進(jìn)出口流量的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,證實(shí)利用文中所提研究方法能夠較真實(shí)地模擬液壓閥開啟過程中的瞬態(tài)流場(chǎng)特性。在此基礎(chǔ)上,模擬了錐閥流場(chǎng)發(fā)生空化現(xiàn)象的瞬態(tài)流場(chǎng),觀察了空化的產(chǎn)生與發(fā)展過程,且將瞬態(tài)模擬與穩(wěn)態(tài)模擬的空化流場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩者有較明顯的差別,對(duì)于閥芯運(yùn)動(dòng)過程中的空化流場(chǎng),如果采用穩(wěn)態(tài)模擬進(jìn)行代替,會(huì)造成一定的誤差。
【關(guān)鍵詞】：錐閥 瞬態(tài)流場(chǎng) 過流斷面 空化
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH137.52
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 液壓閥流量特性研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 液壓閥動(dòng)態(tài)特性研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 液壓閥空化現(xiàn)象研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容19-22
• 第二章 錐閥過流斷面的確定和計(jì)算22-40
• 2.1 引言22-23
• 2.2 理論基礎(chǔ)23-25
• 2.2.1 流量控制原理23
• 2.2.2 薄壁孔口淹沒出流數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.2.3 錐閥的流量系數(shù)25
• 2.3 錐閥過流斷面仿真計(jì)算25-39
• 2.3.1 仿真模型與計(jì)算方法25-26
• 2.3.2 過流斷面的可視化分析26-37
• 2.3.3 過流斷面的解析計(jì)算37-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 液壓錐閥動(dòng)態(tài)流場(chǎng)分析40-56
• 3.1 引言40
• 3.2 Valvistor閥工作原理40-41
• 3.3 數(shù)學(xué)模型41-42
• 3.4 流場(chǎng)分析方法42-46
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)研究42-43
• 3.4.2 數(shù)值模擬方法43-46
• 3.5 仿真結(jié)果驗(yàn)證46-49
• 3.5.1 閥芯位移驗(yàn)證46-47
• 3.5.2 控制腔壓力驗(yàn)證47-48
• 3.5.3 進(jìn)出口流量驗(yàn)證48-49
• 3.6 流場(chǎng)分析49-54
• 3.6.1 動(dòng)態(tài)流場(chǎng)分析49-53
• 3.6.2 穩(wěn)定流場(chǎng)分析53-54
• 3.6.3 穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力計(jì)算54
• 3.7 本章小結(jié)54-56
• 第四章 Valvistor閥空化現(xiàn)象研究56-74
• 4.1 引言56-57
• 4.2 理論基礎(chǔ)57-58
• 4.2.1 Mixture模型57
• 4.2.2 Cavitation模型57-58
• 4.3 氣穴流場(chǎng)模擬58-67
• 4.3.1 幾何模型與網(wǎng)格模型58-59
• 4.3.2 假設(shè)59
• 4.3.3 計(jì)算方法59
• 4.3.4 瞬態(tài)空化流場(chǎng)與穩(wěn)態(tài)空化流場(chǎng)對(duì)比59-65
• 4.3.5 瞬態(tài)空化流場(chǎng)分析65-67
• 4.4 控制口流量系數(shù)的計(jì)算67-72
• 4.4.1 閥芯控制口面積67-68
• 4.4.2 控制口流量系數(shù)分析68-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 第五章 論文總結(jié)與工作展望74-76
• 5.1 論文總結(jié)74-75
• 5.2 工作展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 致謝81-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文83

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  本文關(guān)鍵詞：基于動(dòng)網(wǎng)格的錐閥流場(chǎng)可視化及空化現(xiàn)象研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：293852