调速型液力偶合器两相环流特性预测

发布时间：2021-02-06 05:39

　　随着机械设备不断向重载、大功率方向发展,对于传动装置的性能也有了更高的要求,调速型液力偶合器作为一种重要的传动设备广泛应用于刮板输送机及其他重型机械的软启动中。为了准确预测矿用调速型液力偶合器的流场分布特性及转矩传递特性,应用计算流体动力学软件CFX,利用混合出入口及边界循环条件,在部分充液工况下利用了非均一化两相流动模型,针对某型矿用调速型液力偶合器进行了单流道流场数值模拟。对10%至100%流道充液率及对应不同充液率下0至0.99速比时的内流场进行了CFD数值模拟分析,获取了不同工况下气-液两相环流特性及转矩传递特性曲线,结合流场分布特性分析了输出转矩的趋势变化特点。分析结果合理的预测了调速型液力偶合器的转矩传递特性,流场环流特性的预测解释了流场转矩变化的原因,为调速型液力偶合器的选型与设计提供了可靠的理论依据。 

【文章来源】：液压与气动. 2020,(04)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

调速型液力偶合器工作原理示意图

循环圆直径D=575 mm的矿用双腔调速型液力偶合器在输出端和输入端分别有一对叶珊结构完全相同的叶轮,该液力偶合器为圆形腔,泵轮与涡轮均为直叶片,并在泵轮与涡轮之间安装有阻流挡板,以尽量避免转矩传递过程中的不稳定区间,阻流挡板外径为循环圆最大直径的0.55倍。由于该调速型液力偶合器为空间、结构对称的双腔结构,因此选取输出端叶轮作为研究模型,其中泵轮叶片数量为46,涡轮叶片数量为45,叶轮与对应流场的几何关系如图2所示。根据叶轮腔体结构,提取与其结构互补的全流道几何模型,根据液力偶合器内流道循环对称的结构特点,为提高计算效率,设叶轮叶片数为x,建立其简化的1/x流场的单流道几何模型,为之后数值计算模型的建立做准备。

利用ICEM软件,为了保证流场特性计算的准确性与稳定性,采用几何适应性较强的非结构四面体网格进行流道模型的网格划分,设定全局网格尺寸为2 mm,建立质量较高的流场网格模型,其中泵轮流场网格数为663193,涡轮网格数为610824,流道网格模型如图4所示。图4 单流道流场网格模型

【参考文献】：
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本文编号：3020246