調(diào)速型液力偶合器廣泛應(yīng)用于重型刮板輸送機(jī)的軟啟動(dòng),當(dāng)處于部分充液狀態(tài)時(shí),工作腔內(nèi)流體為復(fù)雜的氣-液兩相環(huán)流運(yùn)動(dòng)。為了對(duì)調(diào)速型液力偶合器內(nèi)流場兩相流分布特性進(jìn)行分析,應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件CFX,對(duì)單流道流場采用混合出、入口及邊界循環(huán)條件,分別基于CFX軟件中的均一化和非均一化兩相流動(dòng)假設(shè)對(duì)20%,50%,80%充液率時(shí)的工況進(jìn)行了內(nèi)流場數(shù)值模擬,獲得了2種兩相流動(dòng)假設(shè)下不同充液率及不同速比下的轉(zhuǎn)矩傳遞特性曲線,并重點(diǎn)分析了采用非均一化兩相流模型時(shí)的體積率的分布特性。CFD分析結(jié)果很好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)工作腔內(nèi)氣-液兩相環(huán)流在不同工況下的分布特性與轉(zhuǎn)矩傳遞特性的預(yù)測,為調(diào)速型液力偶合器的選型與設(shè)計(jì)提供了可靠的數(shù)值計(jì)算方法與理論依據(jù)。

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圖3周期循環(huán)模型示意圖

圖2葉輪與流場幾何模型利用ICEM軟件,為了保證流場特性計(jì)算的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性,采用幾何適應(yīng)性較強(qiáng)的非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格進(jìn)行流道模型的網(wǎng)格劃分,設(shè)定全局網(wǎng)格尺寸為2mm,建立質(zhì)量較高的流場網(wǎng)格模型,如圖4所示。

圖6葉片表面容積分布圖

圖5循環(huán)圓軸面容積分布圖3.2轉(zhuǎn)矩傳遞特性分析

圖7轉(zhuǎn)矩傳遞特性對(duì)比曲線圖

圖7為分別采用2種兩相流模型的調(diào)速型液力偶合器輸出端葉輪流場輸出轉(zhuǎn)矩特性。液力偶合器在速比增大的過程中,泵輪和渦輪流道內(nèi)水液體積率趨于相等,本質(zhì)上是由于渦輪轉(zhuǎn)速增大,渦輪出口水液壓力增大,使泵輪壓力面與吸力面、渦輪沖擊面與非沖擊面壓力差減小,轉(zhuǎn)矩傳遞特性上表現(xiàn)為偶合器輸出轉(zhuǎn)矩值隨....

圖4液力偶合器流道網(wǎng)格模型

利用ICEM軟件,為了保證流場特性計(jì)算的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性,采用幾何適應(yīng)性較強(qiáng)的非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格進(jìn)行流道模型的網(wǎng)格劃分,設(shè)定全局網(wǎng)格尺寸為2mm,建立質(zhì)量較高的流場網(wǎng)格模型,如圖4所示。2.2仿真計(jì)算條件

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