結(jié)合水的理化性質(zhì),建立動(dòng)座式節(jié)流閥閥口計(jì)算流體力學(xué)模型,對(duì)其水力特性包括流場、壓力場、氣蝕、流量壓差特性、液動(dòng)力特性等進(jìn)行研究。在此基礎(chǔ)上,研制一種新型的動(dòng)座式水液壓節(jié)流閥,該閥閥座臺(tái)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(bǔ)償由于水沖擊振動(dòng)所引起的液動(dòng)力;在流體經(jīng)閥座進(jìn)入閥芯的噴入口處,設(shè)計(jì)閥芯中桿結(jié)構(gòu),使噴出流體的液動(dòng)力通過閥芯中桿傳導(dǎo)在閥芯上,降低了液動(dòng)力對(duì)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(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特征的影響進(jìn)行仿真分析,在此基礎(chǔ)上搭建水液壓試驗(yàn)臺(tái)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。研究結(jié)果表明:動(dòng)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(jí)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(jí)閥口結(jié)構(gòu)可有效降低主閥口的工作壓差及液動(dòng)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(jī)床與液壓. 2020,48(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

動(dòng)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(dòng)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(dòng)力可以分析能不能迅速建立液動(dòng)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(jí)臺(tái)階結(jié)構(gòu)上的引流孔能迅速建立液動(dòng)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(dòng)力,有效保障節(jié)流閥工作的穩(wěn)定性。2 閥口仿真

對(duì)閥口流場進(jìn)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(dòng)態(tài)特性的影響;不計(jì)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(dòng)座式節(jié)流閥體為中心對(duì)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(duì)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(duì)動(dòng)座式節(jié)流閥進(jìn)行仿真分析,研究不同錐角組合的閥芯對(duì)閥口動(dòng)態(tài)特征的影響、不同開度和壓力對(duì)閥口的動(dòng)態(tài)特征的影響,并對(duì)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(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3147255