本文關(guān)鍵詞：高水基液壓錐閥氣蝕現(xiàn)象的分析與研究

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【摘要】：本文以高水基液壓元件中常用的錐閥為具體研究對(duì)象,采用流體力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、氣泡動(dòng)力學(xué)等理論,結(jié)合計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件CFD,對(duì)液壓錐閥在不同半錐角、不同閥口開度下的氣穴流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析氣蝕產(chǎn)生的主要影響因素,并推測(cè)氣蝕產(chǎn)生最嚴(yán)重的部位。通過分析研究,得出氣蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是由于閥腔內(nèi)部流場(chǎng)出現(xiàn)負(fù)壓,且錐閥的閥芯在錐面與柱面的連接處由于內(nèi)流道急劇變化,受到嚴(yán)重的氣蝕損害,與實(shí)際應(yīng)用中水壓錐閥受到嚴(yán)重?fù)p害的部位相吻合,驗(yàn)證了氣穴模型仿真的合理性。據(jù)此對(duì)閥芯所受氣蝕破壞嚴(yán)重的部位提出抗氣蝕結(jié)構(gòu):閥芯錐面與柱面的連接之間采用圓弧過渡以及二級(jí)節(jié)流結(jié)構(gòu)。同時(shí)從理論上分析二級(jí)節(jié)流的剛度特性以及抗氣蝕特性,并對(duì)兩種抗氣蝕結(jié)構(gòu)的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析,并與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較后可知,壓力分布、速度分布、閥口的進(jìn)出口壓差以及氣體體積含量均有所改善,能夠有效地減小氣蝕影響。尤其是二級(jí)節(jié)流結(jié)構(gòu),能夠明顯地抑制水壓錐閥的氣蝕破壞。本文的研究對(duì)高水基液壓錐閥減小或抑制氣蝕現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)提供基本的設(shè)計(jì)理論,具有一定的參考意義。本文主要內(nèi)容如下:第一章,論述了水液壓傳動(dòng)技術(shù)的內(nèi)涵與特點(diǎn),及其研究現(xiàn)狀和所面臨的關(guān)鍵問題;詳細(xì)介紹了氣蝕現(xiàn)象在水壓元件領(lǐng)域內(nèi)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展概況;最后概括了本課題的主要研究?jī)?nèi)容。第二章,從氣泡動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)等基本理論出發(fā),分析氣穴現(xiàn)象形成的本質(zhì),氣泡的產(chǎn)生、發(fā)展與潰滅的整個(gè)過程;建立氣穴模型,為錐閥氣蝕流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算做準(zhǔn)備。第三章,建立高水基液壓錐閥閥芯半錐角分別在30°、45°、60°三種情況下,開度從0.3mm增加到0.8mm時(shí)的三維流道模型,采用軟件Fluent對(duì)其進(jìn)行氣穴模型的流場(chǎng)仿真,將流道內(nèi)的壓力分布、速度分布、氣體體積含量等用圖像顯示出來,輸出相關(guān)計(jì)算結(jié)果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較,分析內(nèi)流場(chǎng)特性對(duì)氣蝕的影響。然后,根據(jù)分析結(jié)果找出氣蝕破壞最嚴(yán)重的部位。第四章,針對(duì)錐閥產(chǎn)生氣蝕嚴(yán)重的部位,提出兩種抗氣蝕結(jié)構(gòu)。對(duì)比分析原結(jié)構(gòu)與抗氣蝕結(jié)構(gòu)的流場(chǎng)分布,得出三種結(jié)構(gòu)下的氣穴初生數(shù)曲線圖,分析該結(jié)構(gòu)的氣穴指數(shù),得出抗氣蝕結(jié)構(gòu)可以減小錐閥氣蝕的程度。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH137.52

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本文編號(hào)：1277551