【摘要】： 電磁先導(dǎo)閥是流體傳動(dòng)與控制技術(shù)中重要的基礎(chǔ)元件，閥內(nèi)的流場特性直接影響閥的性能。本文結(jié)合計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD(Computational Fluid Dynamics)軟件FLUENT對液壓支架電液控制系統(tǒng)中先導(dǎo)閥的流場進(jìn)行了數(shù)值模擬與分析計(jì)算。 本文按照實(shí)際使用中的電磁先導(dǎo)閥的參數(shù)，采用AutoCAD軟件，建立了閥的二維和三維幾何模型。運(yùn)用FLUENT前處理軟件GAMBIT進(jìn)行了網(wǎng)格的劃分。在FLUENT軟件中對兩種模型的流場進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，并對二維模型進(jìn)行了瞬態(tài)模擬。 在開口度相同、邊界條件不同和開口度不同、邊界條件相同時(shí)對流場進(jìn)行模擬，找出影響閥芯壓力和速度分布的因素。過流斷面面積突變處，將出現(xiàn)主流與壁面脫離的現(xiàn)象，在這些地方會(huì)出現(xiàn)漩渦區(qū)。在閥芯開啟和關(guān)閉的過程中，邊界條件是變化的，改變邊界條件重新進(jìn)行穩(wěn)態(tài)仿真，得到最底壓強(qiáng)為負(fù)值，求出在節(jié)流口處壓強(qiáng)最低時(shí)的空化系數(shù)為-0.288，可能會(huì)產(chǎn)生氣穴。下面采用空化模型進(jìn)行仿真，得到汽化水的體積分?jǐn)?shù)為0.495，確實(shí)產(chǎn)生氣穴。由于出現(xiàn)了漩渦和氣穴，嚴(yán)重影響閥的工作性能和效率，對閥的流道進(jìn)行改進(jìn)，把面積突變改為平滑過渡，通過仿真發(fā)現(xiàn)漩渦的數(shù)量和強(qiáng)度均明顯降低。減小閥芯的直徑，可以增大節(jié)流口的面積，使最低壓強(qiáng)值增大，空化系數(shù)增大。改變密封鋼球的大小也可以使最低壓強(qiáng)值增大，空化系數(shù)增大為0.098，氣穴發(fā)生的可能性降低。如果采用減小閥芯直徑來降低氣穴會(huì)使負(fù)壓區(qū)的面積增大，所以改變密封鋼球的直徑效果要好。把改進(jìn)后模型的仿真結(jié)果與原模型的仿真結(jié)果進(jìn)行比較，為閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。 閥芯在運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)速度為0.01m／s，分別得到了閥芯在開啟和閉合過程中的壓力和速度矢量圖，閥芯在閉合的過程中液體的流動(dòng)比開啟過程和靜態(tài)時(shí)的流動(dòng)要復(fù)雜的多，漩渦的數(shù)量和強(qiáng)度都大，由于漩渦的出現(xiàn)，速度就在各個(gè)方向上都有分量，所以出現(xiàn)了負(fù)值。 對閥芯受到的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力和總的作用力進(jìn)行了理論分析和模擬計(jì)算，把仿真結(jié)果與理論結(jié)果相比較，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。對閥芯受到的徑向力進(jìn)行了模擬計(jì)算，并和理論值比較，發(fā)現(xiàn)不會(huì)產(chǎn)生卡緊現(xiàn)象。所進(jìn)行的研究工作對閥的設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化提供了依據(jù)。
【圖文】：

(d)節(jié)流口處的壓力分布圖(d)Press:， redistributioneonto、 :roforifieingrnouth圖3一5開口度為0.lmm，壓差為ZMpa的仿真結(jié)果Fig3一 5SimulatedresultfortheoPeningofo.ln洲andthePressurediffereneeofZMPa

圖3一9簡化后的二維流場模型Fig3一 9ThexnodelofsimPlifiedtwodimensionflowfiled導(dǎo)入Gambit生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，生成的網(wǎng)格如圖3一10。.‘..口 iiiii一.尸 尸尸甲咋二二 一一奮二二二二尸州沖火火洲，偉寧，，藺 ::iiil祠子 子子 子二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二 二二二「.卜1。 。城城姆 姆卜本寧寧十十州葉峙一卜」叫陽陽 陽陽陽陽陽陽陽陽陽陽陽陽陽陽陽 ...............................................，「一「.;I‘一l，l一 iii共 共共職 職干尸干拜襯 襯 襯襯襯襯襯襯襯襯襯襯襯襯襯襯 ...........〔，一亡，一 一 lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll牛沐書 書圖3一10簡化后二維流場的網(wǎng)格Fig3一 10TheghdofsimPlifiedtwodimensionflowfiled開門度為0.4mm，壓差為 1SMPa，采用混合模型進(jìn)行仿真，其他邊界條件不變，，仿真結(jié)果如圖3一11。目急01一的t“一O甲t甲4心一O，國t61嗯一的1名昌吧.的t3頭一O下t刁k一O下to舒吧司
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TH134

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 李華君;電液控制液壓支架用電磁先導(dǎo)閥的CFD分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

2 蘭晉;電磁先導(dǎo)閥的動(dòng)態(tài)特性仿真與流場分析[D];太原理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2648891