U形槽滑阀阀口特性及稳态液动力研究

发布时间：2017-08-12 19:14

  本文关键词：U形槽滑阀阀口特性及稳态液动力研究

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【摘要】：流体机械是指在流体所具有的机械能和机械所作的功之间进行能量交换的机械，，它们在国家经济建设中具有举足轻重的地位。有一类特殊的的流体机械，用来作为机械动力的传输、变换装置使用，包括液力传动机械、液压传动机械及气压传动机械三大类，是一类隐态的流体机械。 与其它传动方式相比较，液压传动与控制技术具有很多优点，广泛应用于国民经济各个领域。液压阀是液压系统中用来控制液流压力、流量和流动方向的控制元件，对液压系统的性能、可靠性和经济性具有重要影响。从本质上说，液压阀就是含有节流部件的装置，从节流部件(阀口)结构类型上可以分为滑阀、锥阀、节流槽、阻尼孔等；从流动角度来看，液压阀就是包含某种阀口的复杂的流体流道。U型节流槽滑阀是非全周开口滑阀当中的一种，它是在阀芯的开口端分别开有两个或多个U型槽，其控制特性优良，加工方便，是目前应用最广泛的节流槽滑阀。 本文以滑阀阀芯上的U型节流槽为研究对象，采用理论分析和流场仿真相结合的研究方法，对U形槽滑阀阀口特性及稳态液动力的计算进行了较为系统的分析。首先推导出了U型槽过流面积的计算公式，使用MATLAB软件编制了通用的计算程序，并对阀口过流面积的变化特点进行了分析；由于U形槽滑阀在不同的阀口开度时节流面位置形状、流束射流角、稳态液动力都会变化，因此采用GAMBIT软件建立了不同开度时阀体和阀芯之间内部容腔的仿真计算模型，运用FLUENT软件在不同压差、不同流量、不同流向边界条件下进行了模拟仿真，得到滑阀内流场的压力分布、阀口的流量特性和作用在阀芯上的稳态液动力。本文的研究内容及结论对滑阀阀口的面积特性、流量特性及其计算理论作了补充，对U形槽滑阀稳态液动力的计算提供了新的方法，同时，本文还分析了U形槽阀口尺寸参数的变化对阀口特性和稳态液动力的影响。这些研究对于理解U形槽滑阀的控制性能和阀口结构的设计具有指导意义。
【关键词】：U形槽滑阀 流体仿真 过流面积 稳态液动力
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 本课题的研究意义8-9
• 1.3 国内外研究进展9-12
• 1.3.1 阀口面积特性、流量特性和流量系数研究进展10-11
• 1.3.2 液动力特性研究进展11-12
• 1.4 本课题的主要研究内容12-14
• 第二章 U 形槽滑阀阀口的解析建模14-23
• 2.1 U 形槽阀口几何模型的建立14-16
• 2.2 网格的生成16-18
• 2.3 FLUENT 仿真条件的设置18-22
• 2.3.1 FLUENT 求解器的设置18
• 2.3.2 湍流模型的设置18-20
• 2.3.3 流体介质参数设置20
• 2.3.4 边界条件的设置20-21
• 2.3.5 求解参数的设置21
• 2.3.6 残差值的设置21
• 2.3.7 仿真结果的保存21-22
• 2.3.8 对仿真结果进行后处理22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 U 形槽滑阀阀口特性研究23-34
• 3.1 U 形槽阀口过流面积计算23-28
• 3.2 U 形槽阀口特性研究28-32
• 3.2.1 U 形槽流量特性28-30
• 3.2.2 U 形槽流量系数研究30-32
• 3.3 本章小结32-34
• 第四章 U 形槽滑阀稳态液动力解析34-52
• 4.1 稳态液动力的概念34-35
• 4.2 稳态液动力的理论分析方法35-36
• 4.3 稳态液动力的数值求解方法36-50
• 4.4 本章小结50-52
• 第五章 总结与展望52-54
• 5.1 研究内容总结52
• 5.2 研究内容展望52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-59
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文59-60
• 详细摘要60-64

【参考文献】

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本文编号：663175