煤矿水压安全阀的气穴特性与结构优化

以煤矿水压三用阀中安全阀为研究对象,借助CFD两相流技术对比分析滑阀式安全阀和针阀式安全阀的气穴特性,研究其压力和气穴分布情况,分析安全阀结构尺寸对改善气蚀破坏的影响,并优化滑阀式安全阀流道的夹角,进一步减小气穴现象的发生。结果表明:相对于针阀式安全阀,滑阀式安全阀受到的气蚀破坏较小,当滑阀式安全阀的流道夹角α=45°时,阀腔的气穴强度最低,气穴面积最小,重要阀口处的最大气相体积分数仅为24.5%。优化后的安全阀能够有效抑制气穴的产生,提高安全阀的安全性能和使用寿命。     

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。     

阀芯旋转式高速开关阀的气穴特性研究

提出一种阀芯旋转式高速开关阀,通过阀芯旋转实现高速开关,突破阀芯往复运动结构对开关频率的限制。在此基础上,建立阀内流体模型,利用Fluent软件对不同运动和结构参数下阀口的气穴现象进行数值模拟及量化分析。结果表明：气穴现象主要发生在靠近阀芯沟槽一侧,随旋转角度的增加而减小;气穴范围和气相体积分数的下降速度随出口压力的增加而增大,当出口压力为5 MPa时,气相体积分数迅速下降并在旋转角度为3°时趋于0;改变占空比,气穴未有明显变化;增大阀口流道的倾斜角度,气穴抑制效果显著,可提高输出流量的稳定性。     

基于ANSYS的液压锥阀流场分析及结构优化

阐述液压锥阀阀口产生气穴现象的原因及影响因素,建立液压锥阀的几何模型和数学模型,采用ANSYS软件对优化前后的液压锥阀阀口进行流场分析,得到阀口流场的压力分布图和速度矢量分布图.分析结果表明:采用二级节流并在阀芯及阀座的关键部位以过渡圆弧代替直角的锥阀结构,可以减小锥阀过流缝隙前后的压差,有效降低锥阀阀口气穴发生的可能性,并减小了噪声、振动和能量损失.     

阀口形状对纯水液压锥阀气穴流场的影响研究

根据纯水液压锥阀的结构特点,在GAMBIT中建立不同阀口形状的纯水液压锥阀模型,并在FLUENT中分别进行求解计算,研究不同的阀口形状对于纯水液压锥阀气穴流场的影响。研究结果对于纯水液压锥阀的气穴控制有一定的理论和实用价值。     

液压阀流道的改进设计与优化

液压阀内油液流速过高,会使油温升高过快并且会产生噪声。为减小多路换向阀阀内油液回流时的速度,建立了阀内部流场三维模型,采用通用CFD软件Fluent对阀流道部分进行分析,并进行了三维数值模拟,通过改变流道局部和整体的结构形状,得到此时速度流场的状态。所进行的研究工作对于系统建模分析和提高阀性能的研究提供了依据。     

水压圆周缝隙流动特性的仿真研究

对水压圆周缝隙的流动特性进行了比较全面的仿真研究，根据圆周缝隙在不同的几何条件以及边界条件下的流线、速度、压力以及气穴分布图，研究了其流线和气穴的变化特征，着重探讨了系统压力、圆周缝隙的叠合长度和阀芯倒角等参数对阀口流动特性变化规律的影响。仿真结果表明：随着阀芯和阀套的叠合长度增大，阀口的入射角会变小，气体体积最高比值有所下降；阀口倒角之后，流量会明屁增大，出口压力会有轻微下降，出口处气体的含量会有所上升，在圆周缝隙出口处有发生气穴的趋势；进口压力越火，圆周缝隙出口处气穴也越严重。这些结论对水压元件的设计具有直接的指导作用。     

纯水液压锥阀气穴流场数值模拟研究

根据纯水液压锥阀的结构特点,在GAMBIT软件中建立纯水液压锥阀模型,并在FLUENT软件中进行求解计算,研究纯水液压锥阀气穴流场.仿真结果表明,锥阀内部气穴发生的位置和程度与压力的分布有直接关系.研究结果对于纯水液压锥阀的气穴控制有一定的理论和实用价值.     

纯水液压锥阀阀口流场气穴的CFD研究

对纯水液压锥阀阀口流场气穴进行了数学建模,并用FLUENT软件进行了仿真分析,从而得到气穴发生的程度与流场压力分布之间的关系.通过分析发现,如对阀座和阀芯的结构进行改进,可以明显减小负压值与气穴发生的程度.     

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。     

7500T大型压铸机增压阀块内流道流场仿真分析及优化

设计性能优良的阀块对提升液压系统性能具有重要意义。利用计算动力学方法对7500T大型压铸机增压阀块的流阻特性进行分析,计算得到两种不同压铸机增压阀块结构在不同流量时的压力损失。结果表明：增压阀块压力损失随着流量的增大呈现出近似线性增大的变化情况;加设倾斜流道的压力损失比没有倾斜流道的压力损失小,且减阻效果随着流量的增大而增大。利用正交试验建立了4因素5水平的正交试验数据库,对斜流道增压阀进行多参数单目标优化,然后基于遗传算法协同BP神经网络优化斜流道增压阀块之后,可使增压阀块的压力损失下降20%左右。     

治理液压噪声的一种好方法

液压设备中,来自液压元件的声辐射称空气噪声;来自流体脉动称液压噪声;来自机械振动称结构噪声。过去,液压设备的空气噪声很强,以后由于设备布局的考虑以及结构的改进,空气噪声和结构噪声降低了。但是,由于管路中压力脉动、压力冲击和气穴引起的压力波能激励管路和元件形成刺耳的高达90dB(A)的噪声。经过几年的探索性试验研究,已经弄     

阀结构对水介质插装阀性能的影响

针对水介质插装阀在高压工况下容易产生气穴、气蚀和噪声的问题,设计不同的阀芯结构以及阀座结构来减小气穴及气蚀现象。通过理论分析得出减小气穴产生的方法,运用FLUENT仿真软件,研究不同的阀芯、阀座结构在高压工况下的气穴产生情况。结果表明:带有倾角的二级节流口具有较好的抗气穴特性,椭圆形阀芯能够降低压降集中;椭圆状阀芯与带倾角的二级节流口相配合时,气穴发生的程度相对最小。研究结论为设计水介质液压阀提供参考。     

电液伺服阀喷挡级流场分析与结构优化

基于计算流体动力学方法,对喷嘴挡板伺服阀内部流道进行了三维建模,并利用Fluent进行了全流道的仿真分析,在分析过程中对伺服阀的局部结构进行了参数优化设计。仿真分析结果可以有效地为伺服阀结构设计提供有效的参考依据。     

离合器与制动器排气噪声的特性研究

分析了机械压力机离合器与制动器排气噪声的特点，区域划分，指向性及其组成。试验研究了在不同的气缸排气噪声的频谱特性。根据气流流动方程和声波波动方程，得到了噪声声的表达式，并对排气口直径与压力对噪声声功率的影响进行了分析。试验研究了排气噪声特征及其     

基于流固耦合的液压阀块数值模拟分析

液压阀块是集成式液压系统的核心部件,阀块内孔道损伤对液压系统机能影响重大,导致油液泄漏,甚至会影响阀块内其他油路。为分析自卸车举升系统液压阀块流固耦合情况,采用Solidworks软件建立流道及阀体三维几何模型,采用FLUENT软件对液压阀块内部进油路流场进行定常数值计算。采用ANSYS Workbench软件对液压阀块流道流场和液压阀块阀体进行单向流固耦合计算。重点分析了流道压力损失的位置,比较两种不同相交方式的流道对阀体的影响。结果表明:液流流过直角转弯结构后流速变化和压力损失较大,提出了流道的优化方案,减少了直角转弯处阀体应力集中现象,提高了自卸车举升系统液压阀块的可靠性。     

离合器与制动器排气噪声的特性研究

分析了机械压力机离合器与制动器排气噪声的特点、区域划分、指向性及其组成。试验研究了在不同的气缸排气噪声的频谱特性。根据气流流动方程和声波波动方程，得到了噪声声功率的表达式，并对排气口直径与压力对噪声声功率的影响进行了分析。试验研究了排气噪声特征及其组成。     

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。     

注油阀螺纹副结构对轴向载荷分布的影响规律

以油脂注油阀的螺纹副为研究对象,采用简化方法建立了螺纹副的解析模型,并利用所建模型,研究了4种不同螺纹结构的注油阀中螺纹副载荷分布情况,分析了注油阀流道阶梯孔台阶面位置、螺纹环形切槽宽度与位置、轴向切槽的宽度、切槽几何轮廓、注油阀旋合长度以及拉杆直径对螺纹载荷分布的影响规律。