發(fā)布時間：2021-04-19 09:05

　　結(jié)合水的理化性質(zhì),建立動座式節(jié)流閥閥口計算流體力學(xué)模型,對其水力特性包括流場、壓力場、氣蝕、流量壓差特性、液動力特性等進行研究。在此基礎(chǔ)上,研制一種新型的動座式水液壓節(jié)流閥,該閥閥座臺階面上壓力相等,使閥座所受軸向靜壓力得以平衡,采用傘狀閥座有效補償由于水沖擊振動所引起的液動力;在流體經(jīng)閥座進入閥芯的噴入口處,設(shè)計閥芯中桿結(jié)構(gòu),使噴出流體的液動力通過閥芯中桿傳導(dǎo)在閥芯上,降低了液動力對閥座的沖擊和侵蝕。采用Fluent軟件建立相應(yīng)的仿真模型,并就輸入壓力、閥芯錐角和閥口尺寸對系統(tǒng)動態(tài)特征的影響進行仿真分析,在此基礎(chǔ)上搭建水液壓試驗臺對仿真結(jié)果進行試驗驗證。研究結(jié)果表明:動座式節(jié)流閥閥口處壓力迅速降低,開度越小,壓降越大;二級閥口處壓力變化大而低,易發(fā)生氣穴現(xiàn)象;引流孔、合適的閥芯錐角及二級閥口結(jié)構(gòu)可有效降低主閥口的工作壓差及液動力,減少閥口的氣蝕,能有效地提高節(jié)流閥的工作性能和使用壽命。 

【文章來源】：機床與液壓. 2020,48(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

動座式水壓節(jié)流閥結(jié)構(gòu)原理

式中:ρqv2cosθ2即為作用在閥芯上的液動力,此力與液壓力共同作用于閥芯。在普通閥芯結(jié)構(gòu)下,該力很大程度上影響了閥工作的穩(wěn)定性,從源動力可以分析能不能迅速建立液動力與液壓力的平衡是影響閥工作穩(wěn)定性的關(guān)鍵性問題。此研究設(shè)置的閥座二級臺階結(jié)構(gòu)上的引流孔能迅速建立液動力與液壓力的平衡,減小在閥座迅速開啟、關(guān)閉中所引起的液動力,有效保障節(jié)流閥工作的穩(wěn)定性。2 閥口仿真

對閥口流場進行仿真研究,假設(shè)流體介質(zhì)不可壓縮,壁面不傳熱且沒有滑移,忽略系統(tǒng)其他零件動態(tài)特性的影響;不計流體的黏性阻尼和流體質(zhì)量,流體介質(zhì)為純水,密度為998.2 kg/m3,黏度為1.005×10-3 Pa·s;出口壓力設(shè)為大氣壓,入口直徑為20 mm;由于水的汽化壓力高、流速大、水力學(xué)直徑小、雷諾數(shù)大等特殊性質(zhì),引入RNG κ-ε湍流模型(能量方程κ和耗散方程ε)和多相模型(Mixture);動座式節(jié)流閥體為中心對稱結(jié)構(gòu),可將其簡化為單側(cè)平面結(jié)構(gòu),其中閥公稱直徑通過等效面積法簡化,環(huán)形結(jié)構(gòu)采用Polygon Merging(多邊形合并)簡化,閥出口對閥口和閥的氣蝕受力影響較小,這里未做特殊處理。圖3為簡化仿真網(wǎng)格模型[16]。對動座式節(jié)流閥進行仿真分析,研究不同錐角組合的閥芯對閥口動態(tài)特征的影響、不同開度和壓力對閥口的動態(tài)特征的影響,并對比分析不同情況下閥口的氣蝕程度,優(yōu)選出氣蝕程度最小的組合。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]液壓閥口空化機理及對系統(tǒng)的影響[D]. 杜學(xué)文.浙江大學(xué) 2008
[2]純水液壓控制閥關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 弓永軍.浙江大學(xué) 2005



本文編號：3147255