伺服阀喷嘴射流PIV测量系统的研制及流场分析

发布时间：2020-02-24 01:38

【摘要】：喷嘴是双喷嘴挡板伺服阀的关键部件,其加工质量的检测及配对是一个决定伺服阀整体性能的重要问题之一。目前在伺服阀生产过程中普遍采用压差-流量特性检测其加工质量并为配对过程提供依据。但有些用压差-流量特性检测合格并配对成功的喷嘴,应用在伺服阀整阀上并不合格,因此必须探索更为精密的检测方法。粒子图像测速技术PIV(particle image velocimetry)是一种先进的流场测量技术。它能无接触式的测量出瞬态全场的速度信息,且有着较高的精度和分辨率。应用PIV测量技术对喷嘴进行实验研究,能够从流场的角度去分析喷嘴的质量。本文进行了伺服阀喷嘴射流PIV测量系统的研制,主要进行了以下工作。分析了喷嘴射流流场的流动状态、PIV测量系统的基本原理及基本组成,针对PIV测量技术的特点,搭建了喷嘴射流的实验平台,进行了稳压油源的设计、喷嘴工装的设计等。对示踪粒子做了散射性和跟随性分析,指出了其影响因素,选择了几种液态流场中常用的示踪粒子,对其在喷嘴射流流场中的跟随性做了定量计算,最终确定了一种粒子作为喷嘴射流流场的示踪粒子。基于Matlab的GUI平台,编写了PIV的流场分析软件系统,选择了两种互相关算法,基于快速傅里叶变换的Willert算法和迭代多重网格算法,并用涡旋场的PIV粒子图像对软件进行了验证,得出了涡旋场的速度矢量分布,证明了软件的实用性。研制了针对伺服阀喷嘴射流的PIV测量系统,利用此系统对喷嘴进行了PIV测量实验,获得了喷嘴射流流场的粒子图像,经过分析处理,得到了喷嘴射流流场的速度矢量分布图,根据瞬态全场的速度分布,对流场做了简要分析。
【图文】：

如图 1-1 所示，为伺服阀喷嘴典型的实物及零件结构图。伺服阀在工业生产各领域有着广泛的应用，双喷嘴挡板伺服阀是伺服阀的主要类型之一，喷嘴是双喷嘴挡板伺服阀的关键部件，其加工质量的检测及配对是一个决定伺服阀整体性能的重要问题之一。目前在伺服阀的生产过程中普遍采用压差流量特性来检测其加工质量并为配对过程提供依据，在实际使用过程中发现有些用压差-流量特性检测合格并配对成功的喷嘴，应用在伺服阀整阀上并不合格。因此需要探索更为精密的检测及配对方法。

图 1-2 喷嘴流场的数值模拟[3]少学者对喷嘴射流进行了三维模拟仿真，得出了更为直人使用 Fluent 软件对高压除磷喷嘴的射流流场进行了分析了其压力场和速度场的分布规律，，通过仿真预测出最的合理安装以及高效除磷提供了参考依据，其仿真所得
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH134

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 ;PIV measurement on internal instantaneous flows of a centrifugal pump[J];Science China Technological Sciences;2011年02期

2 舒玮;湍流中散射粒子的跟随性[J];天津大学学报;1979年00期

3 高琪;王洪平;;PIV速度场坏矢量的本征正交分解处理技术[J];实验力学;2013年02期

4 尹俊连;焦磊;仇性启;王乐勤;;旋流喷嘴内部流场的数值模拟和实验研究[J];浙江大学学报(工学版);2009年05期

相关博士学位论文 前1条

1 杜聪;水煤浆喷嘴的实验与数值模拟研究[D];浙江大学;2011年

相关硕士学位论文 前3条

1 张圣卓;伺服阀前置级射流流场的流动特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 刘刚;PIV技术在喷油雾化等流场测量中的运用[D];天津大学;2007年

3 曹俊章;伺服阀前置级射流流场的气穴仿真与试验研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

本文编号：2582314