基于CFD的直动式纯水溢流阀性能研究

发布时间：2020-03-18 19:02

【摘要】： 纯水液压具有环境友好、安全和清洁等优点,在食品、造纸、冶金等工业领域具有广泛的应用前景。随着材料科学和现代加工技术的发展,纯水液压技术己成为国内外液压界新的研究热点。但由于水介质的粘度低、汽化压力高和腐蚀性强,使得研制纯水液压控制阀面临着解决腐蚀、气蚀侵蚀等诸多技术难题。而气蚀一直是液压阀中经常发生的一个最严重的问题,随着液压系统向高速、高压及微型化发展,特别是纯水液压方向的迅速发展,气蚀问题显得更为突出。本文以油压溢流阀的设计方法为基础,进行了直动式纯水液压溢流阀的设计,并考虑到纯水液压传动介质的理化特性,论述了纯水溢流阀的设计理论和方法与传统油压阀的异同。纯水溢流阀作为纯水液压系统的关键元件之一,其性能对纯水液压系统的性能有重要的影响。本文对直动式纯水溢流阀的静、动态特性进行了分析,并建立了溢流阀动态特性的数学模型,利用Matlab软件及其软件包Simulink模块对其进行仿真,并对仿真结果进行了分析,得出了其主要参数对纯水溢流阀动态性能的影响。最后,本文利用Fluent软件应用有限体积数值计算方法对水压阀流道内流场进行数值模拟和可视化研究,通过对水压阀CFD稳态模型的建模及分析,得到了水压阀内流场的压力分布、速度矢量分布、紊流动能分布以及能量耗散分布,以此为依据可以对流道的结构进行优化设计,为设计出高效率、低能耗、低噪声的水压锥阀提供理论依据。
【图文】：

纯水液压,趋势比较,油液

1 纯水液压传动技术的发展历程及其应用领域纯水液压技术是以天然淡水、海水或自来水代替矿物油作为液压系统工作介质术。在液压传动技术的发展进程中，水作为动力传递、交换和控制的媒体曾起着要的作用。最初以水作为动力传递、交换和控制的介质的液压传动出现于 17 世纪随后的一百多年里，液压传动的介质一直是水。水压传动早在电发明之前就已经种功能强大、不可或缺的传动方式，在液压传动技术的发展进程中起着非常重要，但发展迟缓。在二十世纪初期，石油工业的兴起和耐油合成橡胶的出现促进了动技术由初始的水压传动进入占本世纪大部分时间的现有油压传动，矿物油型液以良好的综合理化性能取代了水而成为最主要的工作介质，液压元件和系统的性此得以大大提高，从而极大地推动了液压传动技术的进步。但是，液压油具有易污染生态环境这两个严重缺点，这使得液压传动在 50～80 年代期间丧失了在诸、医疗器械、电子、包装等行业的应用。丹麦工业大学认为纯水液压和油压传动趋势如图 1.1 所示[1 2]。

纯水液压,控制阀,管式,大流量

二十世纪 70 年代开始研究海水液压动力工具，金)材料，金属在海水下的摩擦、磨损性能有限，程陶瓷和高分子材料相继投入使用，解决了海水键技术难题，使研究工作取得了突破性进展。，德国汉堡工业大学在陶瓷材料的应用方面走在分析，对其形状进行优化，降低拉应力。通过试工艺，元件应用陶瓷材料后，，容积效率有了明显ction BondedAluminuim Oxide)具有广阔的应用前，德国、丹麦、芬兰、日本等发达国家的厂商从七上市。如 Danfoss、Elwood、Hauhinco、Moog 等anfoss)公司和丹麦理工大学(DTU)合作，从 1989 年，已设计生产出了系列纯水液压控制阀。由于广合，正常工作压力达 14MPa，流量从 15 到 140L物油型液压元件。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH137

【相似文献】