基于ANSYS Workbench的水液压锥阀流场数值模拟与结构改进

水的特性与矿物油相比有很大的差异,水液压控制阀的气穴现象尤为突出。以水液压锥阀为例,采用CAE软件ANSYS Workbench对其阀腔建立模型,对流场进行了数值模拟,获得了流场压力、速度和湍流能的分布云图。根据仿真结果对锥阀阀口进行了改进,结果显示,改进后的结构明显地抑制了气穴,降低了阀内的能量损失,减小了振动。     

纯水支架用安全阀气穴特性仿真分析

针对纯水支架用安全阀存在的气穴、气蚀问题,在分析其结构原理的基础上,基于湍流和气穴模型,采用计算流体动力学(CFD)方法建立了纯水安全阀开启时阀芯孔道的仿真模型,对不同径向排孔结构形式时的气穴特性进行了仿真分析。研究结果表明:纯水安全阀径向排孔出口处的气相体积分数沿径向出口孔圆周方向呈环状不对称分布,其中靠近阀芯入口壁面处高于远离入口那侧,是产生气穴的核心区域;单列径向排孔前提下,减少孔数、增大孔径对安全阀阀口气蚀现象有抑制作用,但效果一般;增加通流面积的双列径向排孔可有效减小出口处的气相体积分数,降低气穴形成概率。     

直动式纯水溢流阀的流场仿真

为了抑制阀口气穴,选择了几种不同的阀芯形状,建立了直动式纯水溢流阀动态特性的数学模型,利用Matlab软件仿真分析了其动态性能,得到了影响其动态性能的主要参数,从而获得了优化的阀芯结构、形状和尺寸。     

卸荷阀阀口倒角角度对流场的影响研究

液压支架一般采用乳化液作为工作介质,对于采用水包油型乳化液供液的泵站系统,其卸荷阀内部流液流速快且压力变化大,极易产生气蚀和磨损。以某型卸荷阀主阀作为研究对象,采用GAMBIT建立卸荷阀主阀模型,利用FLUENT分析平台对采用不同阀口倒角时卸荷主阀内部流场状况进行分析,以研究不同阀口倒角角度对卸荷主阀流场的影响。研究表明,该卸荷阀采用60°倒角阀口的阀座能有效抑制气穴的产生,降低振动和噪声,减少湍动能损耗。研究结果为此类结构的乳化液泵站卸荷阀的气穴控制和结构优化提供一定的参考。     

矿用水介质液控开关阀流场数值模拟与特性分析

某矿用水介质液控开关阀采用内流式锥台型阀口结构,为了分析该型阀口结构流场的特性,完善设计,运用商用CFD软件对不同阀口开度下,流体在阀腔内的流动情况、压力、涡旋分布等问题进行了解析。根据仿真结果,提出了适用于内流式锥台型锥阀的通用过流面积计算公式,并对阀体内部几何结构进行了优化设计,可为完善水介质液控开关阀的设计理论提供思路。     

纯水支架用纯水泵工作特性仿真

针对纯水泵卸载恢复特性、噪声及负压引起气穴等问题,基于AMESim仿真软件,建立了BRW630/37.5型纯水支架用纯水泵及其卸载阀的仿真模型,分析了卸载阀阻尼孔参数与卸载阀卸载恢复特性的匹配关系,对纯水泵的工作特性、柱塞负压气穴、噪声等问题展开了仿真研究。仿真结果表明:当卸载阀上的3个阻尼孔分别设置为准ф3 mm、ф2 mm和ф1.5 mm时,卸载阀恢复压力可以提高到卸载压力的84%;柱塞吸液过程中负压最大值为-0.077 3 MPa,在介质温度为40℃时不会产生气穴;吸排液阀芯启闭时的高速撞击是纯水泵产生噪音的主要原因,设计时必须对介质温度及吸排液阀高速撞击加以考虑。     

基于CFD的负载敏感多路阀压力补偿阀口温度影响仿真研究

采用数值模拟分析与理论分析相结合的方法,研究液压油温度对轮式液压挖掘机的负载敏感多路阀压力补偿阀口流场的影响。通过仿真得到的压力场、速度场及湍流场进行对比,分析,了解其内部流场特征,找出温度对液流特性的影响,从而有利于减少阀内静压力的损失与气穴产生的几率,提高液压系统的性能。     

基于CFD和两相流技术的高水基液压阀结构设计研究

将计算流体动力学理论与两相流技术相结合,建立高水基液压阀流体湍流和气蚀的数学模型,通过可视化模拟,分析先导阀气穴流场的速度、压力和气蚀磨损的分布,发现在节流口阀座锐缘拐角处发生严重气穴,且低压区对应气体体积分数高的气穴区域。提出将正顶杆结构修改为侧顶杆结构消除液压阀气蚀磨损的新方法。     

专利技术

煤炭科学研究总院北京开采研究所研究出一种适用于高压工作液的操纵阀,特别适用于煤矿井下液压支架(专利号:92232389.5)。由二个二位三能阀和操作机构组成。供液口布置在工作口和回液口中间。阀锥上有轴向能通孔,锥面根部有径向孔与其相通。阀锥两端外圆分别与导向套和阀座密封,密封直径分别为d1和d2,d2>d1。阀锥关闭时,轴向通孔的两边分别与工作口和回     

基于FLUENT的大流量电液换向阀主阀的数值模拟

根据某进口插装式电液换向阀主阀的结构,分析其工作原理,从增加过流断面面积进而增加流量的角度,设计了一款额定流量为1 000 L/min的电液换向阀主阀。运用CFD软件Fluent对阀道内流场进行数值模拟,分析其流场特性。结果表明,所设计的大流量电液换向阀主阀流场压力分布均匀,不易产生气穴与气蚀现象,没有产生明显的漩涡区,证明该阀流道结构合理,符合设计要求。     

也谈液控单向阀卸载动态

通过对液控单向阀做各种卸载动态试验，并对测试曲线进行了分析，发现液控单向阀卸载液压谐振的根本原因，不是立柱积存大量能量突然释放必然引起的，也不是立柱缸筒弹性变形能全部转化为液压能，产生液压升高迫使阀芯向关闭方向运动引起的，而是处于瞬态力平衡状态的顶杆打开单向阀时，喷射出高速液体的动量变化使顶杆后坐，造成单向阀突然关闭引起的．它不是单一的水锤冲击，而是单向阀后管路中液体、单向阀、顶杆及其前后管路中液体参与影响、包含多次水锤冲击的整个系统谐振     

煤直接液化减压进料阀组数值模拟与优化

以煤液化减压塔进料前的角阀、球阀及相联管道(简称“减压进料阀组”)的冲蚀磨损失效为研究对象,采用RNG 湍流模型、蒸发-凝结模型、随机轨道模型,结合高温冲蚀磨损实验修正建立的冲蚀磨损模型,数值计算了角阀典型开度下流速、相分率和壁面磨损率等参数的分布规律,并结合实际损伤形貌验证了冲蚀磨损数值方法的正确性。研究结果表明：角阀流道为缩放结构,阀芯头部流速增加,压力降低,发生汽-液转换形成局部空化;空化引起阀组流道内有效传输面积减小,流体介质速度提高,对固相颗粒的拖曳加速效应显著,高速的颗粒碰撞壁面是造成球阀端面及出口管道冲蚀磨损的主要原因。基于等磨损速率对比分析角阀不同入口角度与球阀位置的对应关系,以此提出优化方法。本研究有望为含固多相流介质节流设备的耐磨损优化设计和防控提供参考。     

煤矿水液压支架安全阀阀腔气蚀特性研究

针对煤矿水液压支架安全阀的严重气蚀问题，建立了阀腔CFD多相流模型，研究了阀腔流场的压力与气相分布特性，分析了阀芯结构参数(阀口排数、阀口个数、孔间距、孔径)对重要阀口过流截面气蚀特性的影响规律，并优化了阀腔结构参数。研究表明：当阀芯为两排阀口、阀口数为16个、孔径为1.4mm、孔间距为8mm时，最大气相体积分数降低了19.4%，对气蚀的产生有抑制作用。     

巷道临时支护支架同步阀阀腔气蚀特性研究

针对巷道临时支护支架同步系统中同步阀的气蚀现象,采用Fluent建立了阀腔多相流模型,研究了不同参数(阀口排数、固定节流口直径、双排阀口间距离、阀口数)对阀腔内气蚀强度与分布的影响规律,通过优化得到了各参数的最优值。结果表明：当同步阀采用双排机构、固定节流口直径为6mm、双排阀口距离为10.5mm、阀口数为12时,与初始的阀腔流场相比最大气相体积分数降低24%,气蚀面积缩小,抗气蚀能力得到增强。     

乳化液泵卸载阀主阀失效机理分析

为了判定乳化液泵卸载阀主阀的失效机理,根据卸载阀使用时的实际工况,搭建了卸载阀液压模型,对主阀启闭过程中,阀芯速度、位移以及阀口压力、流量进行了研究,发现主阀在开启过程中阀芯震颤严重,压力流量波动范围大,较闭合过程而言,对主阀的失效影响更大.经过理论计算,得出主阀开启后稳态时的阀芯开口量,并对主阀稳态及瞬态开启过程进行...     

基于FLUENT的液压支架双极保护安全阀的仿真研究

以传统安全阀的设计方法为基础,设计了一种新型的液压支架双极保护安全阀,介绍了它的组成结构和工作原理。利用FLUENT软件并且结合C++对这种新型的安全阀进行流场模拟,得到了阀道的压力分布、速度分布和速度矢量分布图。最终证实了压力和速度在截流口处都很容易产生生气穴、气蚀现象,为大流量超高压安全阀的设计与性能分析提供了依据。     

基于AMESim的安全阀动态仿真研究

介绍了FAD160/40型安全阀的结构和工作原理,利用AMESim的元件设计库建立了安全阀的模型,并进行仿真,得到了安全阀工作时的特性曲线。通过分析仿真结果可知合理选取阀口搭合量和弹簧刚度可优化安全阀的动态特性。     

泵再循环系统控制阀的设计与选型

电厂所使用的水泵控制阀在高温、高压状态下运行,易汽蚀、磨损,影响使用寿命.介绍了通过采用流速控制、合理选材,采用适合于不同工况下最小流量阀的结构设计等措施可解决上述问题.