锥形节流阀稳态液动力特性研究
发布时间：2020-12-08 09:10
锥形节流阀是液压系统流量控制和安全保障的关键元件,具有密封性好,通流能力强,加工成本低等优点。但锥形节流阀在运行过程中容易受到液动力影响,造成锥形节流阀的自激振动,影响整个系统的可靠性与准确性。因此,分析和研究稳态液动力特性对提高锥形节流阀控制的稳定性有着重要的意义。本文采用理论、数值和实验相结合的手段研究了锥形节流阀的流场特性和稳态液动力特性,得到了锥形节流阀流量、节流口处速度和动量、阀芯表面压力分布及稳态液动力变化规律。依据伯努利方程和动量定理,改进了基于流体域控制体积的锥形节流阀稳态液动力计算模型,导出了锥形节流阀通流截面面积、阀芯表面压力分布及稳态液动力的理论计算表达式;建立了锥形节流阀稳态液动力计算的数值模型,同时搭建了稳态液动力测试实验台,完成了不同工况及不同结构下锥形节流阀阀芯所受稳态液动力的实验和数值研究,分析了典型工况下稳态液动力特性变化规律。针对工作参数对锥形节流阀稳态液动力特性的影响,本文研究了不同开度和进出口压力下锥形节流阀内部流场和稳态液动力特性。结果表明:随着阀芯开度或进口压力的增大,锥形节流阀流量增大,高速流区域增大,阀芯表面最小压力减小,节流口处速度增大...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２控制体积Ｉ和ＩＩ中阀芯受力分析??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｆｏｒｃｅ?ａｃｔｉｎｇ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｐｏｏｌ?ｉｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｖｏｌｕｍｅ?Ｉ?ａｎｄ?ＩＩ??
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液动力是由流体动？化引起的，而流体动量的变化主要发生在锥形节流阀节流??口附近，考虑到锥形节流阀阀口附近流道模型具有良好的对称性，同时为降低计??算时间，节约经济成本》本文采用的数值计算模型如图２－４所示，为二雒轴对称??模型其中，Ｚ表示锥形节流阀数值模型的总长度，表示锥形节流阀数值模型??上游流道长度，ｉ？表示阀座上游阀腔半径，Ｏ表示锥形节流阀下游流道半径，ｒｖ??表示锥形节流阀阀芯半径。??Ｌ??节流阀入Ｉ」?￣＾?＾??＂ｊ?节流阀出ｎ??＂?阀座内边界?ＡＴ＂??＾?ｎ???／?ｕ??ｃ?阀芯边界Ｕ?＾??图２－４锥形节流阀数值仿真模型??Ｆｉｇｕｒｅ?２－４?Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｃｏｎｉｃａｌ?ｔｈｒｏｔｔｌｅ?ｖａｌｖｅ??数值仿真模型主要参数如表２－１所示，模型总长度为５０ｍｍ，上游流道长度??２０ｍｍ，下游流道长度３０ｍｍ。．本文仿真部分采用的流体介质属性与４６号液压油??保持一致，其密度为８８９ｋｇ／ｍ３，粘度为Ｏ．ＣＢｅＰａ＋Ｓｅ本文仿真过程中数值模型的??上下游长度、直径保持不变，在研究工作参数对锥形节流阀稳态液动力影响时，??采用的仿真模型阀芯半锥角为３０°，阀芯直径为１２ｍｍ，只改变阀芯开度或锥形??节流阀的进出ＱＥｆｆ差；在研究结构参数对锥形节流阀稳态液动力影响时
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同阀口形态对内流式锥阀液动力的影响[J]. 谢海波,谭礼,刘建彬,杨华勇. 液压与气动. 2019(01)
[2]偏导射流阀前置级液动力试验台设计与研究[J]. 李竞,延皓,董立静,李磊. 北京交通大学学报. 2018(06)
[3]使用带孔阻尼套的座阀液动力试验和数值研究（英文）[J]. Jun-hui ZHANG,Di WANG,Bing XU,Min-yao GAN,Min PAN,Hua-yong YANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2018(06)
[4]锥形单向阀振动特性的数值仿真分析[J]. 白静峰,李欣业,韩善凯,王旭. 河北工业大学学报. 2018(02)
[5]基于液动力的水压插装阀阀口优化仿真研究[J]. 韩明兴,刘银水,吴德发,谈怀江. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]浅谈液压技术在机械制造业的应用现状及展望[J]. 王丕成. 山东工业技术. 2018(02)
[7]工程机械液压节能技术的现状与发展趋势研究[J]. 梁天宇. 农家参谋. 2017(18)
[8]基于CFD的入口节流型滑阀稳态液动力研究[J]. 杨庆俊,贾新颖,吕庆军,熊庆辉. 机床与液压. 2017(13)
[9]锥阀稳态液动力及阀芯表面压力分布数值模拟[J]. 钱隆,王生金. 甘肃科学学报. 2017(03)
[10]渐扩型U型节流槽射流角计算及液动力优化[J]. 邓斌,邱方长,王友国,王国志. 机械设计与制造. 2017(05)
硕士论文
[1]锥形减压阀动态响应特性研究[D]. 孙福华.中国矿业大学 2018
[2]液压节流阀内流场非定常空化特性研究[D]. 徐化文.中国矿业大学 2018
[3]液压滑阀稳态液动力特性及补偿优化研究[D]. 贾新颖.哈尔滨工业大学 2017
[4]空调系统的流固耦合振动及其控制研究[D]. 白静峰.河北工业大学 2017
[5]基于液动力修正的锥阀振动特性研究[D]. 李光飞.西南交通大学 2013
[6]调节阀流场分析与结构优化研究[D]. 肖鑫.哈尔滨工程大学 2013
[7]基于CFD有限元法的滑阀稳态液动力研究[D]. 房小立.武汉科技大学 2012
[8]液压锥阀的振动特性研究[D]. 李惟祥.西南交通大学 2012
[9]节流槽滑阀阀口流量系数及稳态液动力计算的研究[D]. 王东升.兰州理工大学 2008
本文编号：2904840
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２控制体积Ｉ和ＩＩ中阀芯受力分析??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｆｏｒｃｅ?ａｃｔｉｎｇ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｐｏｏｌ?ｉｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｖｏｌｕｍｅ?Ｉ?ａｎｄ?ＩＩ??
?口宽度０４用妒健Ｆ！表示。??控制体积Ｉ和控制体积ＩＩ中阀芯受力情况如图２－２所示。控制体积Ｉ和控制??体积ＩＩ中的稳态液动力表示为和／控制体积Ｉ和控制体积ＩＩ中阀芯所受??轴向力表所为Ｆｉ和Ｆｎ，控制体积Ｉ和控制体积ＩＩ中阀芯所受静压力表不为巧／??和ｉ控制体积Ｉ和控制体积ＩＩ中，稳态液动力的方向与静压力方向相反。??ｗｆｆｆｆｍｆｙ?ｎｔｔｔｎｔｎｎｎｔ?ｋ?７??（１）?＋?１１??Ｆ＼?Ｆｐｔ?Ｆｓｉ??⑷▼?＝?＋?ｙｉ??Ｆｎ?Ｆｐ２?Ｆ”．??图２－２控制体积Ｉ和ＩＩ中阀芯受力分析??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｆｏｒｃｅ?ａｃｔｉｎｇ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｐｏｏｌ?ｉｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｖｏｌｕｍｅ?Ｉ?ａｎｄ?ＩＩ??因此，控制体积ｉ和ｉｉ中的稳态液动力计算公式可以表述为：??｜４＝４－５?（２－１）??１＾Ｓ２?＝?Ｆｐ?２?－ＦＵ??参照文献［３４］，内流式锥形节流阀通流截面及控制体积Ｉ?（ａ４Ｚ）￡）和控制体??积ＩＩ?（ａ４ＭＶ０）的具体结构如图２－３所示。??ｎ??Ｆｔ??，吹?／?１??Ｂ／?ＶＭ?／／］＞〇—??／?〇?Ｅ?７??／?ｍ（??￣￣Ｊ?
液动力是由流体动？化引起的，而流体动量的变化主要发生在锥形节流阀节流??口附近，考虑到锥形节流阀阀口附近流道模型具有良好的对称性，同时为降低计??算时间，节约经济成本》本文采用的数值计算模型如图２－４所示，为二雒轴对称??模型其中，Ｚ表示锥形节流阀数值模型的总长度，表示锥形节流阀数值模型??上游流道长度，ｉ？表示阀座上游阀腔半径，Ｏ表示锥形节流阀下游流道半径，ｒｖ??表示锥形节流阀阀芯半径。??Ｌ??节流阀入Ｉ」?￣＾?＾??＂ｊ?节流阀出ｎ??＂?阀座内边界?ＡＴ＂??＾?ｎ???／?ｕ??ｃ?阀芯边界Ｕ?＾??图２－４锥形节流阀数值仿真模型??Ｆｉｇｕｒｅ?２－４?Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｃｏｎｉｃａｌ?ｔｈｒｏｔｔｌｅ?ｖａｌｖｅ??数值仿真模型主要参数如表２－１所示，模型总长度为５０ｍｍ，上游流道长度??２０ｍｍ，下游流道长度３０ｍｍ。．本文仿真部分采用的流体介质属性与４６号液压油??保持一致，其密度为８８９ｋｇ／ｍ３，粘度为Ｏ．ＣＢｅＰａ＋Ｓｅ本文仿真过程中数值模型的??上下游长度、直径保持不变，在研究工作参数对锥形节流阀稳态液动力影响时，??采用的仿真模型阀芯半锥角为３０°，阀芯直径为１２ｍｍ，只改变阀芯开度或锥形??节流阀的进出ＱＥｆｆ差；在研究结构参数对锥形节流阀稳态液动力影响时
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同阀口形态对内流式锥阀液动力的影响[J]. 谢海波,谭礼,刘建彬,杨华勇. 液压与气动. 2019(01)
[2]偏导射流阀前置级液动力试验台设计与研究[J]. 李竞,延皓,董立静,李磊. 北京交通大学学报. 2018(06)
[3]使用带孔阻尼套的座阀液动力试验和数值研究（英文）[J]. Jun-hui ZHANG,Di WANG,Bing XU,Min-yao GAN,Min PAN,Hua-yong YANG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2018(06)
[4]锥形单向阀振动特性的数值仿真分析[J]. 白静峰,李欣业,韩善凯,王旭. 河北工业大学学报. 2018(02)
[5]基于液动力的水压插装阀阀口优化仿真研究[J]. 韩明兴,刘银水,吴德发,谈怀江. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]浅谈液压技术在机械制造业的应用现状及展望[J]. 王丕成. 山东工业技术. 2018(02)
[7]工程机械液压节能技术的现状与发展趋势研究[J]. 梁天宇. 农家参谋. 2017(18)
[8]基于CFD的入口节流型滑阀稳态液动力研究[J]. 杨庆俊,贾新颖,吕庆军,熊庆辉. 机床与液压. 2017(13)
[9]锥阀稳态液动力及阀芯表面压力分布数值模拟[J]. 钱隆,王生金. 甘肃科学学报. 2017(03)
[10]渐扩型U型节流槽射流角计算及液动力优化[J]. 邓斌,邱方长,王友国,王国志. 机械设计与制造. 2017(05)
硕士论文
[1]锥形减压阀动态响应特性研究[D]. 孙福华.中国矿业大学 2018
[2]液压节流阀内流场非定常空化特性研究[D]. 徐化文.中国矿业大学 2018
[3]液压滑阀稳态液动力特性及补偿优化研究[D]. 贾新颖.哈尔滨工业大学 2017
[4]空调系统的流固耦合振动及其控制研究[D]. 白静峰.河北工业大学 2017
[5]基于液动力修正的锥阀振动特性研究[D]. 李光飞.西南交通大学 2013
[6]调节阀流场分析与结构优化研究[D]. 肖鑫.哈尔滨工程大学 2013
[7]基于CFD有限元法的滑阀稳态液动力研究[D]. 房小立.武汉科技大学 2012
[8]液压锥阀的振动特性研究[D]. 李惟祥.西南交通大学 2012
[9]节流槽滑阀阀口流量系数及稳态液动力计算的研究[D]. 王东升.兰州理工大学 2008
本文编号：2904840
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