本文選題：噴嘴擋板伺服閥　切入點(diǎn)：射流流場　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：前置級為噴嘴擋板結(jié)構(gòu)的電液伺服閥，其射流流場具有尺寸小、流速快等特點(diǎn)。因此，射流流場常容易出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象，由此引起的振動和噪聲直接關(guān)系到伺服閥的穩(wěn)定特性和可靠性，進(jìn)而影響整個液壓控制系統(tǒng)的性能。所以為改善噴嘴擋板式電液伺服閥的工作性能，建立伺服閥前置級射流流場氣穴的數(shù)學(xué)模型并研究氣穴現(xiàn)象的發(fā)生規(guī)律是十分必要的。 本文針對伺服閥前置級射流流場，利用氣液混合模型的連續(xù)性方程、氣液混合模型的動量方程、標(biāo)準(zhǔn)k方程和標(biāo)準(zhǔn)k等方程建立了射流流場氣液混合流動的數(shù)學(xué)模型，，在此基礎(chǔ)上又加入Rayleigh-Plesset方程建立了射流流場中氣穴的數(shù)學(xué)模型。利用PRO/E軟件對射流流場進(jìn)行了三維建模，用前處理軟件GAMBIT對三維模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)置，用FLUENT軟件對不同進(jìn)口壓力、不同出口壓力、不同尺寸擋板和不同粘度油液的射流流場氣穴現(xiàn)象進(jìn)行了仿真研究，通過對三維模型不同截面的氣體分布圖、速度云分布圖和流線圖等仿真結(jié)果的分析，得到了不同條件下氣穴現(xiàn)象的變化規(guī)律。搭建了射流流場氣穴觀測試驗(yàn)臺，利用高速攝像機(jī)拍攝得到了不同尺寸擋板在不同進(jìn)口壓力、不同出口壓力和不同溫度下射流流場的照片，通過對射流流場照片的分析，得到了試驗(yàn)條件下氣穴現(xiàn)象的變化規(guī)律，對仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。 本文結(jié)合流體力學(xué)和氣穴研究基本理論建立了射流流場的氣穴數(shù)學(xué)模型；通過仿真和試驗(yàn)研究了伺服閥前置級射流流場氣穴現(xiàn)象，給出了射流流場氣穴現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理與變化規(guī)律，為進(jìn)一步研究噴嘴擋板伺服閥中氣穴現(xiàn)象與高頻噪聲關(guān)系提供了一定的理論依據(jù)。
[Abstract]:The front stage is an electro-hydraulic servo valve with nozzle baffle structure. The jet flow field is characterized by small size and fast velocity. Therefore, the jet flow field is prone to cavitation phenomenon. The resulting vibration and noise are directly related to the stability and reliability of the servo valve, thus affecting the performance of the whole hydraulic control system, so that the working performance of the nozzle baffle type electro-hydraulic servo valve is improved. It is necessary to establish the mathematical model of the cavitation in the front stage of the servo valve and to study the occurrence of the cavitation phenomenon. In this paper, the mathematical model of gas-liquid mixing flow in the front stage of servo valve is established by using the continuity equation of gas-liquid mixing model, momentum equation of gas-liquid mixing model, standard k equation and standard k equation. On this basis, the mathematical model of the cavitation in the jet flow field is established by adding the Rayleigh-Plesset equation. The three-dimensional modeling of the jet flow field is carried out by using PRO/E software, and the three-dimensional model is meshed and the boundary conditions are set up by the pre-processing software GAMBIT. The cavitation phenomena of jet flow field with different inlet pressure, different outlet pressure, different size baffle and different viscosity oil were simulated by FLUENT software. By analyzing the simulation results of velocity cloud distribution and streamline diagram, the variation law of cavitation phenomena under different conditions is obtained, and a test rig for observation of cavitation in jet flow field is set up. The jet flow field under different inlet pressure, different outlet pressure and different temperature was obtained by using a high-speed camera. Through the analysis of the jet flow field, the variation of cavitation phenomenon under the experimental conditions was obtained. The simulation results are verified. Combined with the basic theory of fluid mechanics and cavitation research, the mathematical model of jet flow field is established in this paper, and the cavitation phenomenon in front stage jet flow field of servo valve is studied by simulation and experiment. The mechanism and variation law of cavitation phenomenon in jet flow field are given, which provides a theoretical basis for further study of the relationship between cavitation phenomenon and high frequency noise in nozzle baffle servo valve.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：O358;TH137.5

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本文編號：1625640