双U形节流槽滑阀多场耦合特性研究

液压滑阀在工作过程中阀芯卡滞及磨损现象严重,为了改善阀腔流域特性及液压阀的工作性能,构建了液压滑阀的简化模型,基于计算流体力学对双U形节流槽滑阀阀芯及阀腔内流域动态特性进行了分析.研究了节流槽数量、阀口压差对阀腔内流体速度场、阀芯温度场及阀芯应变场动态特性的影响.研究结果表明,随着阀口压差的增加,流体的最大流速以及阀芯...     

节流槽形式对滑阀空化流场的影响

为了提高采煤工作面液压支架推移拉架准确度,降低空化现象对控制滑阀性能的影响,采用Pumplinx建立了不同节流槽形式下滑阀内部流体域动态模型。仿真分析了不同节流槽形式滑阀在不同开度时,压力场和空化分布以及气体体积分数的变化趋势。结果表明:不同节流槽形式对滑阀内部的压力分布和空化分布具有不同的影响;气体体积分数随着阀口开度的增大,呈现先稳定波动然后陡增最后在阀口完全开放后迅速降低的现象;交错分布形节流槽空化剧烈起始位置为4.5 mm,最大气体体积分数约为0.12,相较于其他槽形明显降低。     

节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响

液压滑阀是液压系统中的关键控制部件之一,其结构简单可靠,易于实现流量、压力控制。但是运行过程中由于热负荷产生的微小变形会导致阀芯卡滞现象的出现。当阀芯发生卡滞现象时,可能会严重降低液压阀的精度和灵敏度。基于热-流-固耦合模型,分析了节流槽形状对液压滑阀卡滞力的影响。首先建立了阀内固定开度流道模型,计算获得了不同节流槽形状下阀内流动特性;其次,将流体分析得到的温度场信息作为边界条件加载到热分析中,得到阀芯上的温度分布特性;最后研究了不同节流槽形状下阀芯间隙的变形量,分析阀芯卡滞的变化,为减小阀芯卡滞措施的研究提供参考。     

典型滑阀节流槽的优化设计

基于Fluent流场仿真分析软件,对单U形、斜U形、V形、2U形、3U形及U+V形节流槽在定压差条件下的阀口开度 流量特性开展了仿真研究,通过拟合分析获得了六种典型节流槽的仿真流量特性,以及六种典型节流槽的识别方法,并通过试验验证了仿真分析的可信性。结合上述研究,建立典型节流槽数据库,运用MABLAT中GUI模块,研发出了基于粒子群算法的节流槽优化设计软件。通过对不同节流槽优化效果的检验,验证了研发的节流槽优化设计软件的有效性。     

节流槽阀口的流量控制特性研究

对半圆形、单三角形、三角半圆形和双半圆形节流槽阀口的流量系数进行了研究。基于阀口的流量压差特性试验,在已实现程序化计算阀口通流面积的基础上,获得了上述4种节流槽阀口的流量系数及其变化规律,对节流槽滑阀的设计及其流量精确预测具有重要实用价值。     

节流槽阀口的流量控制特性研究

对半圆形、单三角形、三角半圆形和双半圆形节流槽阀口的流量系数进行了研究.基于阀口的流量压差特性试验,在已实现程序化计算阀口通流面积的基础上,获得了上述4种节流槽阀口的流量系数及其变化规律,对节流槽滑阀的设计及其流量精确预测具有重要实用价值.     

非全周开口滑阀的二级节流特性分析

为了研究非全周开口滑阀阀口的二级节流特性,基于节流槽结构及其内流场特征,运用节流槽液阻效应分析确定了节流槽阀口面积的计算原则和方法,推导出典型节流槽阀口面积的计算公式,并在此基础上运用Visual Basic编程得出阀口开度与过流面积的关系曲线,研究结果为工程人员设计高性能滑阀提供了一定的理论依据。     

渐扩型U型节流槽射流角计算及液动力优化

阀口射流角是节流槽滑阀稳态液动力的主要影响因素,确定射流角大小是计算稳态液动力的关键。为了解决现有射流角测量方法主观误差大的问题,基于fluent仿真,提出利用出口腔对称截面上均布点的速度数据,根据正切定理求得射流角大小的方法。通过数据拟合得到射流角大小与阀口开度的拟合公式,建立稳态液动力数字化计算模型。以减小稳态液动力为目标,对渐扩型U型节流槽倾斜角、宽度和深度结构参数进行优化,结果表明优化大幅减小稳态液动力。     

液压滑阀高压空化流动特性的数值研究

采用数值模拟方法研究液压滑阀内的高压空化流动特性,分析了进口压力的改变对液压滑阀内的高压空化流动特性的影响。结果表明:在高压入口条件下,液压滑阀节流槽区域内及其出口处存在多个空化区域。随着进口压力的增加,液压滑阀内的空化流场会从稳态向非稳态转变;当液压滑阀内的空化流场处于非稳态时,其空化流动结构的变化具有明显的周期性,可明显区分出空化初生、发展和衰退阶段。进口压力越高,节流槽出口处的空化区域和强度越高,空化流动周期性变化的时间越短,且会出现云空化脱落现象。     

基于粒子群算法的滑阀节流槽优化设计

基于Fluent流场仿真分析软件,在定压差条件下,对带有单U形、斜U形以及V形基本节流槽的滑阀阀口开度-流量特性开展了研究,并将其与试验结果进行了对比验证,得出了U形类槽口随着阀口开度的增加流量梯度减小、斜U形类槽口随着阀口开度的增加基本保持不变、V形类槽口随着阀口开度的增加流量梯度增大的结论。基于上述研究,利用粒子群优化算法,得到满足定压差条件下阀口开度-流量特性要求的节流槽优化尺寸,并通过实例验证了优化结果。     

液压滑阀配合间隙固体颗粒侵入及分布的数值模拟

针对液压滑闽因油液污染而卡滞的问题,利用Fluent中的欧拉多相流模型对带阀芯阀体配合间隙的滑阀内流场进行固液两相流二维数值计算.研究发现:固体颗粒在阀口下游的间隙入口处浓度较高,颗粒在旋涡离心力和间隙两侧压差作用下侵入配合间隙;固体颗粒在旋涡中心分布较少,而在旋涡边缘区域浓度较高;随着固相颗粒的密度和颗粒粒径的增大,间隙内的固相体积分数逐渐增大.     

滑阀液动力研究及结构分析

液动力是设计、分析液压控制阀及液压系统考虑的重要因素之一。该文采用理论推导与CFD结合的方法,利用流体分析软件FLUENT进行不同开口度下的仿真实验,仿真研究了不同开口度以及不同边界条件的滑阀阀内的流场,分析了出口节流滑阀阀芯所受的最大液动力,并提出了优化方法。所进行的研究工作对于系统建模分析和滑阀液动力的补偿研究提供了依据。     

基于Fluent的不同阀芯与阀体组合的数值模拟研究

从理论上分析液压节流阀的最佳结构形状,利用Fluent软件对不同结构阀芯与阀体组合形式内的流场和压力梯度进行分析。分析得出:单独改进阀座或阀芯时,阀芯对内部流体流动影响较大;在所建立的模型中,双锥面阀座与单锥面阀芯结构的组合阀内流体流动最稳定。     

液压滑阀内部温度特性的研究

在中、高压系统中,由于节流作用,油液流过滑阀的阀口时会发热使得油液温度升高,影响油液及系统的性能。针对油液流经节流口发热这一现象,进行了理论分析,并利用NHT(Numerical Heat Transfer,数值传热学)方法对滑阀内部的温度场和流场进行了三维数值模拟,对不同入口压力和阀口开度的滑阀温度场进行了解析。数值计算结果表明：油液流过节流口时温度升高主要源于黏性力做功导致的黏性耗散,且黏性耗散主要发生于阀口后方速度变化率非常大的涡旋区,并得出了工作压力和不同阀口开度对阀腔内温度场的影响,为滑阀设计提供了理论参考。     

基于Fluent的某滑阀内部流场仿真与分析

基于Fluent流场仿真软件,对某滑阀内部流场进行数值模拟和可视化研究。在相同计算条件下,分别对不同阀口开度下的三维模型进行稳态模拟仿真,得到滑阀内部流场的速度压力、流量特性以及流量系数的变化规律：在相同的压差条件下,随着阀口开度的增大,阀口处的最大速度、流场的最低压力、流量系数都随之降低。通过改变节流槽的形状进行仿真比较,得到流量系数与节流槽截面形状密切相关,在阀口开度相同的条件下,随着进出口压差的增大,半圆形节流槽滑阀的流量系数变化比较明显。研究为滑阀的优化提供了有效数据,并且对同类型产品的相关研究具有一定参考价值。     

基于FLUENT的滑阀液动力补偿的研究

液动力是滑阀和阀腔的结构设计中考虑的关键因素之一。提出了一种在阀套上开圆弧型进出口流道的方法,对进出口处的油液进行导流,以达到减小液动力的目的。同时利用FLUENT软件分析该阀内流场,并与传统的直流道滑阀相比较,然后对改进后滑阀的液动力特性和阀口流量特性分析计算。该研究对滑阀的结构优化设计有一定的参考意义。     

2D数字阀阀芯受力分析及研究

介绍了2D数字阀的基本结构及工作原理,提出了2D流量控制概念。研究了由径向力引起的液压卡紧现象。通过Fluent软件对数字阀内部进行流场分析,得出2D阀芯弓形槽处壁面所受的压力分布,并对阀芯受到径向力的原因进行了分析,提出了减小2D阀阀芯卡紧力的一些措施。     

Finite Element Numerical Simulation and PIV Measurement of Flow Field inside Metering-in Spool Valve

The finite element method (FEM) and particle image velocimetry (PIV) technique are utilized to get the flow field along the inlet passage, the chamber, the metering port and the outlet passage of spool valve at three different valve openings. For FEM numerical simulation, the stream function ψ -vorticity ω forms of continuity and Navier-Stokes equations are employed and FEM is applied to discrete the equations. Homemade simulation codes are executed to compute the values of stream function and vorticity at each node in the flow domain, then according to the correlation between stream function and velocity components, the velocity vectors of the whole field are calculated. For PIV experiment, pulse Nd: YAG laser is exploited to generate laser beam, cylindrical and spherical lenses are combined each other to produce 1.0 mm thickness laser sheet to illuminate the object plane, Polystyrene spherical particle with diameter of 30-50 μm is seeded in the fluid as a tracing particles, Kodak ES1.0 CCD camera is employed to capture the images of interested, the images are processed with fast Fourier transform (FFT) cross-correlation algorithm and the processing results is displayed. Both results of numerical simulation and PIV experimental show that there are three main areas in the spool valve where vortex is formed.Numerical results also indicate that the valve opening have some effects on the flow structure of the valve. The investigation is helpful for qualitatively analyzing the energy loss, noise generating, steady state flow forces and even designing the geometry structure and flow passage.     

基于Fluent的液压滑阀内部流场的数值模拟

利用FLUENT软件对滑阀内部流场进行模拟,得出阀芯壁面压力分布情况;并据仿真结果对进口节流式滑阀的流量系数和阀芯所受的稳态液动力进行了分析研究,为滑阀的设计和性能优化提供了依据.     

直喷式柱型液压阀流体稳态力的研究

流体在通过喷式柱型液压控制阀阀芯时，阀内形状的变化使流体的运动量发生变化。在进行液压传动的位置，速度及力的高精度，产生的流体车轴向力对阀的动态控制及特性产生了影响，使阀产生振动，控制阀的电磁力增大，液压控制系统的精度降低，系统发生误操作等现象。为了降低阀内液动力提高阀控能力，对阀内形状进行了改进，建立了流体数值模型，应用边界元进行了数值仿真，并通过实验进行了验证，取得了较为理想的结果。