【摘要】：隨著我國機械化采煤的快速發(fā)展,對乳化液泵站在壓力控制和過載保護的要求越來越高。泵站傳統(tǒng)卸荷閥由于其本身存在的一些不足,不能很好的滿足這種要求。電磁卸荷閥的應(yīng)用解決了這一難題。電磁卸荷閥作為乳化液泵站壓力控制和過載保護的關(guān)鍵部件,電磁卸荷閥的研究已經(jīng)受到足夠重視。 為了滿足電磁卸荷閥在卸載時靈敏、穩(wěn)定及大流量的要求。論文分析了電磁卸荷閥的結(jié)構(gòu)和工作原理,運用流體力學、流體動力學相關(guān)知識建立了閥腔的流量特性方程和閥芯的運動微分方程,完成了閥的動態(tài)數(shù)學模型。并對卸荷閥關(guān)鍵尺寸參數(shù)進行了設(shè)計計算。 運用AMESim仿真軟件,建立了電磁卸荷閥的仿真模型,分析了卸荷閥中不同參數(shù)對卸荷閥動態(tài)特性的影響。仿真結(jié)果表明：主閥芯阻尼孔直徑越小,主閥流量越大；主閥芯上腔容積越小,先導閥壓力超調(diào)量越大,振蕩次數(shù)較多；主閥上腔容積越大,液控先導閥開啟時間就越早,超調(diào)量越小；主閥芯彈簧剛度越大,閥芯振蕩次數(shù)越少,位移超調(diào)量也越小；卸荷閥在電磁控制時較機械式控制時,主閥閥口壓力波動較小,主閥開啟卸荷時間較早,達到穩(wěn)態(tài)卸荷時間較短。 運用CFD軟件FLUENT建立了卸荷主閥和先導閥的二維流場流道模型。仿真結(jié)果表明：高壓流體在節(jié)流口處是速度突變最大和壓降最大的地方,在節(jié)流口區(qū)域處很容易觀察到有氣穴和漩渦現(xiàn)象發(fā)生。論文對卸荷主閥的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化改進,并對比了改進前后卸荷主閥的壓力、速度分布圖和漩渦強度的大小,結(jié)論表明改進結(jié)構(gòu)后的閥能夠得到更好的流場特性。 論文進行的研究工作對電磁卸荷閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計提供了理論參考價值,對保證乳化液泵站穩(wěn)定、可靠地運行有一定的現(xiàn)實意義。
[Abstract]:With the rapid development of mechanized coal mining in China, the requirements of pressure control and overload protection for emulsion pumping stations are becoming higher and higher. The traditional unloading valve of pumping station can not meet this requirement because of its shortcomings. The application of electromagnetic unloading valve solves this problem. As a key component of pressure control and overload protection of emulsion pumping station, the study of electromagnetic unloading valve has been paid enough attention. In order to meet the electromagnetic unloading valve in unloading sensitive, stable and large flow requirements. This paper analyzes the structure and working principle of the electromagnetic unloading valve, establishes the flow characteristic equation of the valve cavity and the differential equation of movement of the valve core, and completes the dynamic mathematical model of the valve by using the knowledge of fluid dynamics and hydrodynamics. The key dimension parameters of unloading valve are designed and calculated. The simulation model of electromagnetic unloading valve is established by using AMESim software, and the influence of different parameters in unloading valve on the dynamic characteristics of unloading valve is analyzed. The simulation results show that the smaller the diameter of the damping hole in the main valve core, the larger the flow rate of the main valve, the smaller the volume of the upper cavity of the main valve core, the larger the pressure overshoot of the pilot valve, and the more the number of oscillations. The larger the volume of the upper cavity of the main valve, the earlier the opening time of the hydraulic pilot valve and the smaller the overshoot, the greater the spring stiffness of the main valve core, the less the oscillation frequency of the valve core and the smaller the displacement overshoot. When the unloading valve is controlled by electromagnetic control, the pressure fluctuation of the main valve port is smaller, the unloading time of the main valve is earlier, and the time of steady unloading is shorter. A two-dimensional flow channel model of unloading main valve and pilot valve is established by using CFD software FLUENT. The simulation results show that the high pressure fluid is the place where the velocity change is the biggest and the pressure drop is the biggest at the throttle, and the cavitation and swirl can be easily observed in the throttle region. In this paper, the structure of the unloading valve is optimized and improved, and the pressure, velocity distribution and swirl intensity of the main valve before and after the improvement are compared. The conclusion shows that the valve with improved structure can obtain better flow field characteristics. The research work in this paper provides the theoretical reference value for the structure design and optimization design of the electromagnetic unloading valve. It is of practical significance to ensure the stability and reliable operation of the emulsion pump station.
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH134

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本文編號：2400049