水压锥阀阀口气穴数值模拟与可视化研究

气穴是研制水压阀存在的主要难题。认识阀口形状与气穴的关系,避免产生气穴现象极其重要。应用有限体积数值计算方法针对阀座倒角长度变化对水压阀阀道内流场的影响进行数值模拟和可视化研究,得到了一些有益的结论:倒角长度的改变对阀口间隙以及阀芯锥面与柱面相接的地方的负压会产生比较大的影响。     

水压锥阀阀口流场的仿真研究

气穴是流体经过低压区生成气泡,经过长大、溃灭的一个过程,是传动系统的一种有害现象,低压是生成气泡的主要因素,而压力分布决定了气泡的尺度大小和成长过程,对气穴与噪声特性有直接的影响.以计算流体力学软件fluent为基础,在锥阀阀口几何参数与边界条件改变的情况下,对阀口的压力分布进行了仿真研究.对于预测阀口产生气穴的区域以及水压元件的设计和噪声控制都具有一定价值.     

液压锥阀阀口冲蚀磨损数值预测与对策

针对液压锥阀阀口冲蚀磨损问题,运用Fluent中的离散相模型(DPM)进行了锥阀阀口流域固-液两相流数值计算.研究结果表明:在阀口主流束冲蚀与阀腔漩涡离心颗粒磨蚀联合作用下,阀口处阀芯壁面出现大面积冲蚀磨损,阀座拐角工作面冲蚀磨损率最大;随着压差和介质黏度的增大,阀座壁面的冲蚀磨损加剧;圆弧形阀座工作面具有"圆角效应",能够光顺阀口主流束颗粒轨迹,迫使阀腔漩涡区域后移并远离工作区,其工作面基本无冲蚀.     

基于ADINA的液压锥阀流场解析

基于计算流体力学方法,用AutoCAD,Pro／E建立了液压锥阀的几何模型,采用ADINA软件的ADINA-FSI模块对不同情况下液压锥阀流场进行仿真分析,得到了锥阀流场的压力分布图和速度矢量图。通过ADINA的后处理模块,获得了锥阀不同开口度、入口流速、阀芯锥角与锥阀内部流场之间的关系。研究结果对锥阀结构优化设计具有一定的指导作用。     

不同阀座半锥角条件下的锥阀阀口流场仿真

针对锥阀阀口在小开度条件下的高速喷流容易产生气穴的特性,采用流固耦合的方法,模拟锥阀在真实开口情况下的流动状态,研究在不同阀座半锥角条件下阀口的流动特性.通过仿真计算表明,不同阀座半锥角对阀口的流动特性有显著的影响,通过合理选取阀座半锥角,可改善阀芯的稳定性;同时减小气穴区域,可改善阀口出流的流动特性.     

水压锥阀内流场的数值模拟

在大雷诺数下应用雷诺应力湍流模型和计算流体力学方法对锥阀的内部流场进行数值仿真计算,着重研究阀的结构参数、入口压力、出口压力、阀口开度等对锥阀流场的影响.研究结果表明:阀的结构参数对流场的分布和气穴的产生有较大的影响.同时随着阀口开度、入口压力的增加,低压区逐渐扩大,压力逐渐下降,产生气穴的区域也随着扩大;而随着出口压力的升高,低压区的压力也逐渐升高,产生气穴的区域也逐渐缩小,对气穴有一定的抑制作用.     

液压锥阀阀口流场数值模拟与仿真分析

利用计算流体动力学(CFD)技术对液压锥阀流场内部流动情况进行了数值模拟.针对阀口附近压力梯度大、速度突变的特点,通过对该区的流线、流型及压力分布情况进行分析,发现由于高速流动和流体脱离而产生的低压区以及旋涡流动是阀内气穴产生的根本原因.该研究对于建立基于流场仿真预测阀口气穴的方法,以及对液压元件的气蚀、噪声控制都具有重要的参考价值.     

锥阀调压装置的动态性能实验研究

提出一种新型的锥阀减振调压技术,能够对锥阀动态性能进行改善。通过仿真得到了最优参数,按照参数生产了样机,对样机进行了动态特性的实验研究。结果表明:锥阀在加入独立阻尼调压装置以后,可以达到更好的动态性能,能够降低压力超调的同时,并且不会对响应时间造成影响。     

纯水锥阀式先导阀阀口流场的CFD分析及结构优化

介绍一种纯水锥阀式先导阀的结构,并用FLUENT软件对其内流场进行仿真分析。得到流场压力,速度及湍动能分布云图,根据仿真分析结果对锥阀结构进行两种结构的优化和改进。分析结果显示,改进后的结构明显地减小了阀内的静压力和湍动能的损失,降低了阀口气穴产生的几率,减小了振动。     

内流式锥阀液动力的理论探讨

文中指出一般内流式锥阀流体力分析中选用一个控制体积的不足，选取了阀腔上、下流两个控制体积，运用两次动量变化的概念，得到新的内流式锥阀液动力理论方程。为了实用方便，文中给出了一种近似计算公式。     

先导式纯水溢流阀主阀阀口流场的数值模拟

纯水液压传动技术已经成为现代液压界关注的热点。液压传动系统中的溢流阀是液压系统中的关键部件,起保障整个系统安全稳定的作用。本文采用RNG k-ε湍流模型,应用CFD软件FLUENT对主阀阀口的气穴流场进行了三维数值模拟,得到了气穴流场中速度、压力等物理量的分布,并研究了阀芯锥角对气穴强度的影响。本文研究结果对纯水液压元件气穴控制的理论和应用研究具有一定的参考价值。     

新控制原理液压分流阀的研究

本文提出一种利用“分流量检测-误差反馈-先导控制”原理的分流阀。通过理论分析和控制原理可行性实验研究,证明该阀的控制原理完全可行,而且可使分流误差初步控制在1％以内。     

不同锥角的直动式溢流阀稳态液动力分析

为了降低稳态液动力对比例溢流阀性能的影响,分析了阀座带锥角和阀芯带锥角两种比例溢流阀的基本结构方案,利用PRO/E建立两种结构下不同锥角的流道模型.通过计算流体动力学(CFD)流场仿真软件对不同阀座与阀芯锥角的锥阀口流场进行数值模拟,分析不同锥角阀口的压力流场分布.对不同结构、不同锥角情况下的稳态液动力进行分析,结果表明:阀座带锥角比阀芯带锥角的结构稳态液动力减小了35%~60%;当阀座半锥角为32.5°,阀芯半锥角为30°时,稳态液动力最小.     

固定锥形阀特性参数及流动特征的仿真分析

固定锥形阀应具备良好的水力特性以满足管线系统中不同工况的调流和消能要求,以DN1200锥形阀为研究对象,利用计算流体力学(computional fluid dynamics,CFD)方法分析不同开度下的稳态工况及开、关阀过程的瞬态工况,通过对比流量系数、流阻系数、排放系数、汽蚀系数、消能率等阀门特性参数及套筒闸的动静态不平衡力和阀内流场分布等,全面分析了固定锥形的水力特性。结果表明,流量系数和排放系数具有较好的线性特性,其过流能力随开度增大而线性增加。流阻系数和消能率曲线的变化趋势相同,小开度时对水流的流动阻碍和能量损耗作用明显,开度增大后流阻系数和消能率迅速减小。汽蚀系数表征实际工况中的汽蚀可能程度,在设计流量工况下,各开度对应的汽蚀系数呈抛物线变化趋势。另外,由于流动和启闭同在轴向,故套筒闸主要受到轴向的不平衡力;稳态不平衡力与水流方向相同,而开关阀过程的瞬态不平衡力均与水流方向相反,且关阀力略大于开阀力。最后,分别以各开度下的压力、流速、湍动能和湍流耗散率等流场分布对固定锥形阀的流动规律进行说明。     

空化特性研究进展

空化是液体特有的一种复杂流体动力学现象。从空泡运动方程、理论分析、空化实验、多空泡研究等方面简要介绍了空化特性的国内外研究现状。空泡群的研究将使空化研究更接近于工程实际,空泡群空化规律的深入研究是下一步努力的方向。     

电机直驱式高速开关阀及其系统特性研究

高速开关阀是一种体积小、响应速度快、可靠性高的电液控制转换元件,在各种工业场景中有着广泛的应用.四足机器人大多采用成本高昂的高性能伺服阀控制液压关节进行高速往复运动.本文设计一种阀芯旋转式高速开关阀用于机器人液压关节的高速往复运动,以代替昂贵的伺服阀.首先设计阀芯旋转式高速开关阀的结构,理论分析转速、开口数量对开关频率的影响;然后利用AMESim软件对阀芯旋转式高速开关阀液压系统进行特性分析;最后,搭建测试平台,对阀芯旋转式高速开关阀进行试验,并根据相关数据进行对比分析.仿真和试验验证了本文设计的高速开关阀的合理性与可靠性.     

凸轮驱动的液压全可变气门机构研究

考虑到电液式可变气门大多需要高响应性的电磁阀,成本高昂控制复杂,而目前市面上技术较为成熟且应用较广VVT和VVL技术,对于配气参数的调节是有限且有级的.作者设计了一种凸轮驱动的可变液压气门机构,并进行了台架试验研究.该可变液压气门机构的提前泄油量的调节可以使气门升程和关闭角同时可变,而延后压油量的调节可以使气门升程,开启角和关闭角均可变.结果表明,所设计的可变气门机构实现了气门开启角,关闭角和气门升程的配气参数全无极可变,并且该系统成本低廉、控制方便.     

受控喷丸对水轮机空蚀的作用

水机空馈破坏具有典型的机械疲劳破坏特征,针对其特点,提出采用受控喷丸工艺来减弱水轮机空蚀强度,延缓空蚀的发展,受控喷丸工艺是提高材料表面疲劳强度的有效方法,对水轮机过流部件采用受控喷丸处理,可提高水轮机抗空蚀性能,延长水机过流部件的使用寿命。     

柴油机喷油咀针阀体和高压奶粉喷头的气蚀磨损分析

本文通过对柴油机喷油咀针阀体和奶粉喷头的气蚀磨痕的宏观及微观分析,提出了各自的气蚀机理及改进措施。