新型柱塞式安全阀设计优化及仿真分析

针对导弹气路系统用安全阀小型化、大流量、高可靠性的发展要求,设计一种新型柱塞式安全阀。绘制安全阀的流场的几何模型,基于Fluent仿真分析平台建立新型柱塞式安全阀流道的数学模型。对其进行详细的流场分析,明确了安全阀气穴气蚀的产生机制和影响因素,并提出流道优化方法。利用AMESim软件分析了优化后柱塞式安全阀动态特性。最后,利用测试系统进行了安全阀的启闭特性试验,试验结果满足设计要求,验证了理论分析和设计方法的正确性。     

纯水介质双向液压锁研究

为了研制一款适用于纯水介质的双向液压锁，针对纯水介质带来的气蚀破坏，从流场控制的角度出发，设计出3种结构改进方案，并运用CFD技术对各阀道在不同阀口开度条件下的气穴现象进行仿真，从而得出各阀道在抑制气穴方面的性能水平。为保证研究的可靠性，搭建纯水介质双向液压锁实验台进行实验验证。研究结果表明：阀口结构的优化设计对于抑制气穴具有明显效果，其中改进方案1在4种阀道结构中具有最好的防气穴能力，防气穴水平相较于传统阀道结构提高了约50%，使气穴现象得到极大抑制，降低了双向液压锁的气蚀破坏。     

溢流阀流动气穴显示及噪声试验研究

试验研究了溢流阀和阀流道结构对气穴及其噪声的影响。获得了两种主阀结构流动气穴图像，并进行了噪声测试。试验结果表明阀芯上有环形槽的流道结构显著改变气穴形态，气穴噪声在试验压力范围内阀的噪声降低了6-10分贝。分析了流道形状对气穴及其噪声的影响规律。此项研究对于认识液压控制元件的流体噪声机理和低噪声元件的设计具有一定的理论意义和指导作用。     

基于FLUENT的2D高频阀气穴现象研究

2D高频阀(简称数字阀)是利用阀芯旋转时阀芯台肩沟槽与阀套窗口组成的阀口周期性高频通断进行工作的.若阀口处存在气穴现象,将会产生噪声、振动,严重时会产生气蚀现象,破坏阀口处流体的连续性,甚至影响阀控缸的工作特性.利用CFD商用软件FLUENT对数字阀内部的流场进行数字计算,主要研究阀口的气穴现象.研究结果表明:数字阀阀口在即将关闭和关闭后一段时间内都会在阀口的低压侧产生气穴现象,即低压侧的阀套主窗口或阀芯沟槽内气穴现象都分成两个阶段,但气穴现象在其内部产生的速度、扩散的面积及持续的时间有所不同.这对优化数字阀的结构,降低数字阀的气穴、噪声,提高数字阀的流量具有参考价值.     

纯水节流阀口抗气蚀性能实验研究

介绍了纯水节流阀口和气蚀试验模型的设计,实验对比研究了异型纯水节流阀口和常用的锥形节流阀口的抗气蚀性能。在不同的流量、压力和阀口开度等实验条件下,研究了两种不同结构节流阀口的流量-压差特性;对在不同阀口开度和进口压力下阀出口压力脉动进行了频域分析,得出了其相应的临界气穴系数。实验结果表明：采用异型原则设计的纯水节流阀口较常用的锥形节流阀口流量-压差特性曲线的斜率小,即刚度大,临界气穴系数小,抗气蚀能力强,阀口两端能够承受更大的压差。     

某滑阀卡紧故障机理分析(英文)

针对高温工作状况下由滑阀几何形状引起的阀芯径向液压卡紧力进行了理论推导,进行了温度变化对阀芯与阀套配合间隙影响的温度场仿真分析,并对阀芯与阀套做了热应变分析,得到了滑阀顺锥与倒锥结构对阀芯受力的影响及油液、阀体温度不同情况下滑阀流道的温度场分布。通过对计算结果的分析,得出滑阀卡紧故障的原因,为滑阀设计提供了理论参考。     

高压柱塞泵气蚀现象及其控制

为减小配流冲击、降低噪声,高压柱塞泵的柱塞腔在吸排油转换的过程中必须通过机械闭死压缩、膨胀和减振槽引油共同作用来实现预升压和预卸压。这一过程中,减振槽的两端均作用较大的变化的压差,槽中的油液产生较大速度的压差流,导致低压区的出现,形成气穴,气泡再破裂时产生气蚀,破坏配流盘和缸体表面。通过优化减振槽的参数和结构,减小气穴的体积含量和改变气穴出现的位置,让气泡远离配流盘和缸体的表面破裂,是控制高压柱塞泵气蚀破坏的有效方法。     

负压式引液阀结构设计及优化

利用流体力学原理设计一新型负压式引液阀结构,阐述了负压产生机制,并利用FLUENT对阀体结构进行了优化。结果表明:所设计的负压式引液阀进气口距收缩口的距离越小,其所产生的真空吸附压力越大,但阀体内部流场紊流现象严重,部分压缩空气会反向流入吸附腔室,因此建议进气口距收缩口的距离为阀体内腔轴向长度5/8倍左右为宜;同时,收缩口与阀体流道轴线夹角越大所产生的负压越小,但夹角较小时,所产生的流阻也相应增加,且难于加工,因此建议收缩口与阀体流道轴线夹角取值30°。     

锥阀式数字比例溢流阀特性的试验研究

研究以高速开关阀为先导阀、安全阀为锥阀结构的数字比例溢流阀特性。搭建数字比例溢流阀试验平台,开展了锥阀式数字比例溢流阀的试验研究。试验结果表明:当高速开关阀控制信号的频率为50 Hz时,既能保证一定的有效占空比范围,又能满足系统的频率响应性能;锥阀式数字比例溢流阀的重复特性较好;在占空比正反向连续变化时,锥阀式数字比例溢流阀的系统输出压力在同一占空比时的变化很小,滞环现象不明显,能够满足系统控制的要求;不同流量对占空比范围和最高压力影响不大,但影响系统最低压力;锥阀式数字比例溢流阀调节压力在10%~60%范围内近似线性变化,比滑阀式结构调压性能好。     

阀内流道布置对液动力的影响

本文对滑阀内部不同流道布置情况下的流动过程进行了分析与比较 ,并说明了阀芯上的液动力与阀内的流道布置之间存在着联系 ,通过改变流道布置 ,可以明显减少液动力而不显著增加阀的压降 ,从而大幅度改善阀的性能。