板式高速开关阀阀芯结构的优化与流场仿真（英文）

发布时间：2022-01-02 00:31

　　高速开关阀内部存在相对复杂的流动状态,在阀芯高速启闭过程中产生低压区和油液回流,引起气穴和旋涡等现象,影响板阀内部流场稳定性以及高速开关阀的流量特性。针对高速开关阀流量小和内流场不稳定的问题,设计了一种新型的阀芯结构,建立了不同开口的二孔和三孔板绕轴的流场模型,并选择ANSYS Workbench软件对模型进行了网格化处理。基于FLUENT仿真软件,选择标准k-ε湍流模型进行数值模拟研究,得到了在相同压力和不同开口度下的压力分布和速度分布。得到了优化模型的结构和参数。对不同压力下的流场进行了稳定性分析,三孔阀芯的流场变化与二孔阀芯相似,但不会形成低压区,三孔阀芯在2 MPa及以下均能稳定工作。改善了阀芯高速开闭过程中低压区和油液回流现象,提高了高速开关阀的流场稳定性和流量。最后对比了本文设计的板式高速开关阀和现有液压阀产品的流量特性。结果表明,本文设计的三孔板式高速开关阀在200Hz和较大开口度下能够保持内流场稳定,并且实现了流量的提升。 

【文章来源】：Journal of Central South University. 2020,27(05)EISCICSCD

【文章页数】：15 页

【文章目录】：
1 Introduction
2 Structure optimization of plate type high speed on-off valve
    2.1 Design of spool size
    2.2 Calculation of critical pressure
    2.3 Establishment of flow equation
3 Establishment and meshing of 3D model of plate type high speed on-off valve flow field
    3.1 Grid division
    3.2 Numerical simulation calculation
4 Pressure and flow characteristics of plate type high speed on-off valve
    4.1 Pressure flow simulation of two-hole spool structure model
    4.2 Pressure flow simulation of three-hole spool structure model
    4.3 Stability of flow field model of three-hole plate type high speed on-off valve underdifferent pressure
5 Data comparison analysis
6 Conclusions


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD动网格技术的三偏心蝶阀开启特性[J]. 何庆中,刘玉聪,赵献丹,刘佳.  排灌机械工程学报. 2019(06)
[2]先导式大流量高速开关阀的关键技术研究[J]. 唐兵,刘宇辉,司国雷,杨国来.  液压与气动. 2018(06)
[3]叶轮口环结构对离心泵性能及流场的影响[J]. 牟介刚,代东顺,谷云庆,刘剑,吴登昊,马艺.  中南大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]锥阀流场的边界元法解析[J]. 曹秉刚,郭卯应,中野和夫,史维祥.  机床与液压. 1991(02)



本文编号：3563114