旋轉(zhuǎn)閥是間歇過(guò)程工業(yè)設(shè)備的關(guān)鍵控制元件,在工作過(guò)程中,其內(nèi)部流體流動(dòng)情況較普通直行程換向閥復(fù)雜。為研究旋轉(zhuǎn)閥的工作原理及其在工作過(guò)程中閥體內(nèi)部流體流動(dòng)特性,根據(jù)旋轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)參數(shù),建立了旋轉(zhuǎn)閥流體域的簡(jiǎn)化物理模型,并利用Fluent軟件對(duì)旋轉(zhuǎn)閥閥芯旋轉(zhuǎn)11.25°, 22.5°和33.75°三種情況進(jìn)行流場(chǎng)分析。得到了不同旋轉(zhuǎn)角度下的閥口流體速度云圖、壓力云圖及流線圖,了解流體在旋轉(zhuǎn)閥中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及流體壓差變化情況,為進(jìn)一步的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考。

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圖1旋轉(zhuǎn)閥三維模型及工作截面示意圖

旋轉(zhuǎn)閥的三維模型及工作截面如圖1所示。閥芯旋轉(zhuǎn)不同角度,工作油口有所差別。當(dāng)閥芯旋轉(zhuǎn)角度為0°～45°時(shí),壓力油口P與工作油口A接通,工作油口B與回油口T接通;當(dāng)閥芯旋轉(zhuǎn)角度為-45°～0°時(shí),壓力油口P與工作油口B接通,工作油口A與回油口T接通�；谏鲜鲈�,旋轉(zhuǎn)閥可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)....

圖2不同旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)閥閥口流場(chǎng)模型

根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),在SolidWorks中,分別建立3個(gè)不同旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)閥模型,然后導(dǎo)入ANSYS中抽取閥口流體域模型[12]。旋轉(zhuǎn)閥為對(duì)稱結(jié)構(gòu),閥口從打開(kāi)到關(guān)閉,閥芯旋轉(zhuǎn)45°。閥芯旋轉(zhuǎn)到22.5°時(shí),旋轉(zhuǎn)閥過(guò)流斷面面積最大,故分別選取閥芯旋轉(zhuǎn)角度11.25°,22.5°,33.....

圖3旋轉(zhuǎn)閥閥口流體網(wǎng)格模型

將SolidWorks三維模型導(dǎo)入ANSYSWorkben-ch中進(jìn)行網(wǎng)格劃分,選擇四面體單元進(jìn)行體網(wǎng)格劃分,單元總數(shù)為37247。同時(shí),檢查網(wǎng)格質(zhì)量,對(duì)質(zhì)量較差的網(wǎng)格進(jìn)行修改,從而保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性[13]。如圖3所示為旋轉(zhuǎn)閥閥口流體網(wǎng)格模型。2.4邊界條件

圖4閥芯旋轉(zhuǎn)11.25°流體流場(chǎng)

當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥閥芯旋轉(zhuǎn)11.25°時(shí),旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)口過(guò)流斷面面積大于出口過(guò)流斷面面積,流體從左側(cè)進(jìn)油口進(jìn)入旋轉(zhuǎn)閥內(nèi),并由右側(cè)出口流出,閥口內(nèi)流體速度分布、壓力分布和流速矢量圖,如圖4所示。圖4閥芯旋轉(zhuǎn)11.25°流體流場(chǎng)

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