【摘要】：在能源緊缺、環(huán)境惡化的21世紀(jì)，人類(lèi)的生存受到巨大的威脅，必須從現(xiàn)在起倡導(dǎo)節(jié)能減排，使用綠色能源與技術(shù)，改善我們的環(huán)境，保護(hù)人類(lèi)的未來(lái)。因此，純水液壓技術(shù)作為一種綠色清潔的流體傳動(dòng)技術(shù)，勢(shì)必在將來(lái)得到廣泛應(yīng)用，甚至完全替代傳統(tǒng)油壓技術(shù)。但當(dāng)前我國(guó)在水壓元件和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造上，還與國(guó)外有很大差距，主要原因就是對(duì)于水介質(zhì)傳動(dòng)理論基礎(chǔ)的研究比較落后，導(dǎo)致在水壓元件的設(shè)計(jì)和制造時(shí)，缺乏理論和試驗(yàn)依據(jù)，多憑經(jīng)驗(yàn)和借鑒油壓傳動(dòng)技術(shù)，這就嚴(yán)重制約了我國(guó)水壓技術(shù)的發(fā)展。本文主要針對(duì)水壓元件環(huán)形縫隙泄漏的理論基礎(chǔ)進(jìn)行研究，采用理論與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合的方法，，探究了水壓環(huán)形縫隙的流場(chǎng)特性和流動(dòng)規(guī)律，為解決水壓元件環(huán)形縫隙設(shè)計(jì)時(shí)遇到的諸多問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。 本文首先根據(jù)水壓元件環(huán)形縫隙的常見(jiàn)工況，將壓力為8～14MPa、柱塞直徑為20～35mm、密封長(zhǎng)度為10～40mm、間隙高度為0.005～0.02mm、柱塞的偏心傾斜和柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)（頻率25Hz）作為考慮的影響因素，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，以研究環(huán)形縫隙在上述因素變量范圍內(nèi)的泄漏特性。然后從縫隙流動(dòng)的基礎(chǔ)理論入手，推導(dǎo)了柱塞同心、偏心、傾斜及偏心傾斜都存在情況下，環(huán)形縫隙的層流泄漏量公式。同時(shí)，對(duì)水壓環(huán)形縫隙流動(dòng)的流變機(jī)理、臨界雷諾數(shù)和湍流泄漏量計(jì)算方法進(jìn)行了討論。 隨后，由于環(huán)形縫隙流場(chǎng)的復(fù)雜性，本文采用CFD軟件Fluent對(duì)正交試驗(yàn)進(jìn)行了流場(chǎng)仿真，根據(jù)臨界雷諾數(shù)，對(duì)不同的試驗(yàn)組分別使用層流模型和湍流模型計(jì)算。并對(duì)結(jié)果進(jìn)行可視化分析，得到環(huán)形縫隙流場(chǎng)的流場(chǎng)特征和流動(dòng)規(guī)律。 最后研制完成水壓環(huán)形縫隙泄漏特性試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行正交試驗(yàn)，與CFD流場(chǎng)仿真結(jié)果和層流公式計(jì)算結(jié)果比較，以驗(yàn)證仿真計(jì)算和仿真模型的流變條件是否正確。對(duì)試驗(yàn)和CFD仿真結(jié)果分別進(jìn)行正交分析，再比較驗(yàn)證，得到諸多因素的影響趨勢(shì)和規(guī)律。采用遺傳算法對(duì)試驗(yàn)和仿真結(jié)果中的湍流泄漏量進(jìn)行擬合，將得到的擬合公式與現(xiàn)有幾種公式比較，最終得到適用于常見(jiàn)工況的水壓環(huán)形縫隙湍流泄漏量的計(jì)算公式。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TH137

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐兵;張軍輝;楊華勇;;基于虛擬樣機(jī)的軸向柱塞泵柱塞副仿真分析[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年03期

2 許賢良,朱兵,張軍,王傳禮;同心環(huán)形縫隙流理論研究[J];安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年03期

3 曾曙林,周梓榮,尹久仁;水壓環(huán)形縫隙泄漏量的試驗(yàn)研究[J];機(jī)床與液壓;2003年02期

4 聶松林,賈國(guó)濤,吳正江,陳春;水壓圓周縫隙流動(dòng)特性的仿真研究[J];機(jī)床與液壓;2005年08期

5 尹會(huì)迎;王愛(ài)玲;孫旭東;;基于FLUENT微坑環(huán)形表面間隙流場(chǎng)分析[J];機(jī)械管理開(kāi)發(fā);2010年02期

6 余祖耀,張鐵華,李壯云;柱塞泵中柱塞與缸孔環(huán)形縫隙的泄漏流量計(jì)算[J];機(jī)械工程師;2000年08期

7 胡仁喜;苑士華;劉紅寧;孟秋紅;;高壓高速條件下柱塞副泄漏流場(chǎng)分析[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2009年04期

8 朱克勤,王侃;基于運(yùn)算微積的Stokes第二問(wèn)題起動(dòng)過(guò)程的精確解[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年02期

9 陳海明,胡新華,楊繼隆,姜偉;變粘度條件下柱塞摩擦副泄漏流量的計(jì)算[J];潤(rùn)滑與密封;2003年03期

10 周梓榮,曾曙林;水介質(zhì)在微間隙流道內(nèi)的流動(dòng)特性試驗(yàn)[J];潤(rùn)滑與密封;2004年03期

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1 侯煜;基于CFD環(huán)形間隙泄漏量及摩擦力的仿真計(jì)算[D];太原理工大學(xué);2007年

2 陳慶瑞;軸向柱塞泵柱塞副油膜特性測(cè)試系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2008年

3 趙桂玲;海水淡化液壓柱塞泵關(guān)鍵摩擦副流場(chǎng)特性的理論研究[D];華中科技大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2587011