矿用乳化液泵吸排液阀流场分析与仿真研究

发布时间：2017-06-04 19:07

  本文关键词：矿用乳化液泵吸排液阀流场分析与仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着制造业的发展,液压技术在各行各业中均有广泛应用,成为传动与控制的重要技术手段。液压阀在乳化液泵中同样起到举足轻重的作用,是最重要的元件之一,控制着液压系统中乳化液的流量、压力以及乳化液流动的方向。近年来由于我国煤炭行业规模的迅速发展,对液压支护设备——乳化液泵的公称排量要求越来越大、公称压力要求也越来越高。为了达到一定的排量和压力,设计乳化液泵站技术参数时必须慎重考虑各元件的特性,合理布置液压系统。作为乳化液入口和出口的主要元件,吸排液阀组结构设计的合理与否直接影响着液体的顺利吸入与工作液体流场的稳定性。因此,吸排液阀芯表而截形的设计研究是一项非常有价值的课题。本文围绕该课题主要做了以下工作： 1、剖析了吸排液阀的工作原理以及在乳化液泵中的应用,并描述了工作腔内流场的压力变化。同时介绍了分析该流动模型所应用的力学依据与控制方程。 2、从吸排液阀的结构、分类、原理、性能要求等方面,分析了吸排液阀的失效机理,并从原理上提出了解决乳化液泵液压卡紧、冲击、气穴与气蚀危害的消除措施,分析了泵站正常工作时的吸入压力和排出压力。通过吸排液阀的装配关系,根据乳化液泵的主要技术参数计算吸排液阀的主要结构尺寸及装配特点,给出了材料选用原则。依据低速重载大排量的特殊工况要求确定出阀芯的材料以及主要的技术要求和热处理方法。 3、利用Solidworks进行三维建模,并结合实际工况对模型进行简化,导入Fluent流场分析软件中。模拟五种阀芯结构的流场特性,多角度提取流函数等值线图、速度云图和压力云图等仿真数据,通过对比同时结合实例得出最适宜的阀芯表面截形,并为截形参数优化做了准备。 4、得出最适宜截形后,对表面截形参数进行优化。以工作腔内流场压力差最小为优化目标,通过反复模拟分析,找出最优参数组合。
【关键词】：吸排液阀 结构设计 流场仿真 参数优化
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD355.4;TH38
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 引言12-14
• 1 绪论14-20
• 1.1 课题来源14
• 1.2 研究背景14-15
• 1.3 国内外研究动态、水平及存在的问题15-18
• 1.3.1 国内外研究动态、水平15-17
• 1.3.2 存在的问题17-18
• 1.4 课题主要研究内容18
• 1.5 课题的研究意义18-20
• 2 吸排液阀的结构及流体性能分析20-34
• 2.1 吸排液阀的结构及工作过程20-21
• 2.2 流体性能分析21-30
• 2.2.1 牛顿内摩擦定律21-22
• 2.2.2 连续方程22-24
• 2.2.3 作用在锥阀阀芯上的液动力24-25
• 2.2.4 圆管层流25-26
• 2.2.5 圆锥环形缝隙流动26-27
• 2.2.6 液压冲击27-30
• 2.3 边界层方程30-31
• 2.4 湍流的控制方程31
• 2.5 本章小结31-34
• 3 乳化液泵用吸排液阀的设计34-52
• 3.1 吸排液阀性能分析34-38
• 3.1.1 吸排液阀的性能要求34-35
• 3.1.2 吸排液阀的失效机理35-38
• 3.2 吸排液阀组的结构设计38-50
• 3.2.1 主要结构参数的确定40-46
• 3.2.2 材料的选择46-50
• 3.3 本章小结50-52
• 4 乳化液泵用吸排液阀的流场分析52-70
• 4.1 吸排液阀的种类及结构型式的特点和选择52-57
• 4.1.1 盘形阀52-54
• 4.1.2 环形阀54-55
• 4.1.3 自重阀55-56
• 4.1.4 阀芯表面截形的试选56-57
• 4.2 五种泵阀的建模与仿真57-66
• 4.2.1 流道的建模57-62
• 4.2.2 五种阀芯的仿真分析62-66
• 4.3 抛物面截形参数优化66-69
• 4.3.1 明确优化目标66-67
• 4.3.2 参数优化分析67-69
• 4.4 本章小结69-70
• 结论70-72
• 5.1 结论70
• 5.2 作展望70-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-78
• 作者简介及读研期间主要科研成果78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 付文智,李明哲,李东平,孙刚,金昕;液压锥阀的数值模拟[J];机床与液压;2004年02期

2 李耀文;;我国液压件行业的现状和发展走势[J];机械工业标准化与质量;2008年11期

3 严桃平,包海涛,常绿;液压阀失效分析与消除措施[J];机械工人.冷加工;2004年03期

4 李硕卫;张国贤;;现代液压技术的发展现状[J];机械工程师;2009年02期

5 冀宏,傅新,杨华勇;非全周开口滑阀稳态液动力研究[J];机械工程学报;2003年06期

6 周盛;徐兵;杨华勇;;高速开关阀液动力补偿[J];机械工程学报;2006年S1期

7 刘晓红;柯坚;刘桓龙;;液压滑阀径向间隙温度场的CFD研究[J];机械工程学报;2006年S1期

8 周前,杨师斌;乳化液泵发热问题的研究[J];煤矿机械;2002年12期

9 黄海飞;王希鹏;;卡玛特乳化液泵泵头浅析[J];煤矿机械;2010年07期

10 严升明;房风浩;;乳化液润滑的当量粘度系数[J];润滑与密封;2006年03期

  本文关键词：矿用乳化液泵吸排液阀流场分析与仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：421852