跑道形卸油孔高压大流量安全阀设计及性能分析

高压大流量安全阀是煤矿液压支架的关键基础件,在遇到突然来压的工况时,能迅速把支架立柱下腔高压乳化液排出,因此安全阀的工作状态是一个瞬间的冲击过程。为了进一步提升高压大流量安全阀的卸载能力,结合以往设计经验,设计了一种跑道形卸油孔阀芯,并通过蓄能器 增压缸实验台来研究该安全阀的冲击压力安全性、公称流量启溢闭、小流量启溢闭、密封性能。     

某型导弹发射筒安全阀设计及动态特性仿真分析

安全阀是导弹发射筒装置上的一个重要元件,用于导弹发射后发射筒的安全卸压,从而对导弹发射筒及空气压缩机起到保护作用。针对某型导弹发射筒超压泄放的特定需求,设计出一种新型发射筒安全阀,并在此基础上建立其AMESim仿真模型,对其动态特性进行仿真分析,得到安全阀流道直径、容积腔体积、阀芯质量和弹簧刚度对该安全阀入口压力、流量、阀芯速度及阀芯振幅的影响规律。结果表明:在满足压力和流量要求的前提下,流道直径、容积腔体积和阀芯质量越小,弹簧刚度越大,阀芯振幅和速度波动越小,安全阀动态稳定性越好。     

大流量安全阀静、动态特性的仿真研究

以一种新型大流量安全阀为研究对象,分析其结构,利用FLUENT软件进行流场仿真分析。依据安全阀在立柱系统中的工作原理,采用AMESim液压元件设计库,建立安全阀的模型并进行仿真,得出安全阀在溢流卸载过程中的阀芯位移曲线。从仿真结果看出,适当增加溢流孔个数有利于安全阀工作状态的稳定,为液压支架用大流量安全阀的设计提供了借鉴。     

插座阀芯关闭过程内部流场数值模拟研究

为研究插座阀芯关闭过程中内部流场的瞬态演化以及阀芯所受液动力大而导致延迟关闭的问题,运用Fluent动网格技术和UDF对阀芯关闭过程中的插座内部流场进行数值模拟。建立了原始与改进阀芯的插座模型,分析了不同阀芯固定开度下的稳态液动力以及阻力水头损失情况,探讨了阀芯关闭插座的瞬态演化过程以及该过程中阀芯所受的瞬态液动力情况。分析结果表明,改进阀芯所受到的稳态液动力和阻力水头损失均比原始阀芯有所降低且在阀芯开度约为1.25mm时均出现迅速增加;在瞬态演化过程中改进阀芯所受到的瞬态液动力在6.50ms之前与原始阀芯基本相近,而在6.50ms后明显小于原始阀芯所受到的瞬态液动力且内部流场变化平缓。因此,改进后的阀芯对插座在短时间内关闭而产生的延迟问题有着良好的改善。     

大流量安全阀动态测试系统设计及其仿真与实验

为解决大流量安全阀动态测试的难题,实现对其性能指标的测定,设计并研发了一种蓄能器快速加载动态测试系统,针对该系统利用AMESim和MATLAB/Simulink软件建立了AMESim模型和Simulink仿真控制模型,在AMESim模型中创建联合仿真接口,并运用Simulink模块中的S函数,对大流量安全阀动态测试系统进行联合仿真和研究,得到系统的六个控制信号曲线以及增压缸高压腔的压力、被测大流量安全阀动态压力和动态流量变化曲线和结果数据,并与现场实验结果作了对比,为研究大流量安全阀动态性能和工作可靠性提供了重要的依据。     

液压支架用千升安全阀的关键技术研究

以郑煤机研制的液压支架用超高压大流量安全阀FAD1000/50为对象,基于乳化液介质和煤矿井下特殊环境特点,从腐蚀性、气蚀与拉丝和调压精度三个方面分析了超高压大流量安全阀的关键技术,并对FAD1000/50安全阀的结构特点以及影响阀芯动作灵敏度的因素进行了分析,最后给出了该千升安全阀的大流量启溢闭特性测试曲线,结合现场使用反馈情况,证明对千升安全阀的研制是成功的.     

气动马达控制阀流场的CFD数值模拟

气动马达控制阀是气动马达的关键控制元件,其控制结构直接影响气动马达的动力输出及工作效率。针对气动马达控制阀内部气体流动特性,根据计算流体力学理论,建立了气动马达控制阀的仿真模型,利用动网格和滑移网格技术分析了配气阀在不同工况下进气管流场特性,并计算了安全阀在不同升程的速度场及瞬态流动特性。研究结果表明:安全阀在小升程时,流体局部湍流较强,压力损失严重;随着升程的增大,压力损失减小;配气阀在正转工况下进气管出口处流量及压力均大于反转工况。对控制阀的结构及配气相位进行优化,可以有效提高气动马达的工作效率和输出功率。     

基于动网格技术的微间隙锥阀动态流场计算

基于微间隙锥阀的动态流场计算的动网格技术,采用结构化网格划分二维旋转对称模型,应用Y形网格划分,编写UDF函数对边界移动和网格变换进行控制。基于动网格技术对锥形阀芯减压阀的内部流场进行计算,结果表明流体的压力、速度、温度等在间隙处剧烈变化,其他部分的变化较为平稳,出口压力略有波动,流体最高温度可达419 K,最大速度可达657 m·s~(-1)。加压时阀芯有轻微振动,但不会与阀体碰撞。在间隙出口处速度和温度分别达到最大和最低值,在空腔中部温度达到最高值。     

液压支架用大流量安全阀的阀芯结构改进及流场仿真分析

大流量安全阀的阀芯卸油孔的合理设计对其性能的影响比较大,阀芯卸油孔设计太大,会对出口处的密封圈产生非常大的冲击,减少阀的使用寿命;若阀芯卸油孔的面积设计小,流量达不到设计要求,当顶板突然来压时,安全阀不能快速卸荷,从而对立柱影响非常大。因此,对于传统的单排卸荷口,设计出了双排出油孔的阀芯结构,将两种阀芯流道模型在Fluent软件下仿真,由速度和压力云图可知双排卸油孔安全阀阀芯性能更好。     

大通径气动截止阀启闭过程流动特性研究及低噪声优化

截止阀的流动特性是反映其工作性能的重要指标,目前这方面的仿真研究多集中于三维稳态和二维瞬态分析。建立了截止阀阀芯启闭过程流道动网格模型,采用网格光顺及局部重构的方法对大通径气动截止阀的启闭过程进行三维瞬态数值仿真,分析速度、压力、湍流动能等流场参数的动态变化规律。同时,根据瞬态仿真结果,将阀口的锥面倒圆并设计了一种安装在出口处的导流挡板,仿真结果表明优化后的平均声功率级降低了10 dB左右,有效降低了截止阀内部气流噪声的声功率级。为改善大通径气动截止阀的流体噪声提供了参考。     

基于CFD多路阀主阀芯建模仿真

利用Fluent软件对多路阀主阀芯其中一联的内部流场进行仿真,分析不同阀口开度对流场内流体速度情况的影响,并模拟出阀口开度——流量曲线,为内部流场特征提供预测依据。     

空气净化器的流场模拟与模型优化

以硫化氢为目标污染物,运用CFD数值模拟对空气净化器内部气流进行模拟与分析。建立系统内部气流组织的网格模型,对滤网阻力特性进行实验研究与分析,采用Fluent软件对系统内部流场进行仿真,在空气流量340m³/h的工况下,得到不同进出口模型的速度场、压力场与出口污染物浓度。仿真结果：流速与压降均随着进出口尺寸的增大而减小,在Y=150mm截面上气流速度变化最大。与矩形进出口相比较,圆形进出口内部气流较为稳定,出口污染物浓度更低。为了使系统内部气流稳定,减少涡流效应与气流叠加现象,应使进出口尽可能地覆盖风道主体。根据模拟仿真结果,可以对空气净化器结构与净化模块进行合理的优化设计。     

基于AMESim的安全阀动态特性优化仿真

液压支架立柱回路中的安全阀,是支架过载保护的关键元件,其性能的好坏,直接影响液压支架的承载能力、工作可靠性。文中在AMESim环境下建立了立柱用安全阀的仿真模型,得出基本顶压时顶板的载荷及顶板的下沉量,并进行仿真,得出了立柱在顶板快速下沉时,安全阀溢流时阀芯的运动曲线和阀口的压力及流量曲线。通过分析仿真结果可知适当增加阀芯的阻尼,可在不影响其响应速度的前提下,减小阀芯的振荡,实现安全阀的动态特性优化。     

非全周矩形开口滑阀小开口度时流量及液动力特性研究

电液伺服阀作为液压控制系统的核心元件,其性能的好坏直接关系到控制系统的特性。采用计算流体动力学软件Fluent中动网格技术,对伺服阀滑阀阀口在0.5mm开度内的流动状态进行静、动态仿真,研究其流量与液动力特性。从计算结果可以看出,阀口流量特性仿真曲线与理论曲线在趋势上基本相同。阀芯所受稳态液动力仿真值与理论值增长趋势基本相同。仿真时,阀口开度按给定速度连续增大,阀口打开瞬时,瞬态液动力变化大;阀口打开后,瞬态液动力变化不大,且瞬态液动力数值较稳态液动力小得多。     

基于Fluent的径向柱塞泵内流道流场分析

针对40ml/r径向柱塞泵内流道的非定常流动,应用流场仿真专用软件Fluent进行了可视化分析。利用滑移网格和动网格技术对柱塞绕配流轴旋转以及柱塞沿自身轴线的往复运动进行动态模拟,得到柱塞在不同位置的速度和压力分布云图,以及出口处压力和流量随转角的变化规律,数值模拟结果为径向柱塞泵流道的设计提供了理论基础。     

非全周开口滑阀的流场特性及其优化

针对滑阀液动力的优化问题,对非全周开口、内流式滑阀流场特性进行了研究,对其阀套结构进行了优化。首先,采用两相流模型,利用动网格技术、UDF功能模拟了阀芯的运动状态,通过仿真计算了阀芯运动状态下的瞬态流场,同时分析了阀芯静止时的稳态流场;然后,研究了滑阀阀芯的运动速度、流量变化、阀口开度对液动力的影响;最后,提出了一种把阀套进油孔由直孔改为斜孔的方法来优化滑阀的液动力,并对不同倾斜角和阀口开度时的滑阀液动力进行了比较。研究结果表明：相较于瞬态液动力,滑阀的稳态液动力更大;在阀芯运动速度快、流量大,且阀口开度小于0.5 mm时,滑阀的瞬态液动力比较大,因而其影响也不可忽视;优化后的阀套结构可以有效减小液动力,倾斜角在15°～20°范围内时其优化效果最好;该研究结果可为滑阀结构的优化设计提供有益的参考。     

旋启式止回阀关闭过程瞬态流固耦合特性研究

某核电厂重要厂用水系统止回阀的内部流动特性不明，缺少相应的应力应变分析，同时也较难对其进行试验研究。为此，采用动网格方法，建立了流固耦合计算模型，并进行了仿真计算，对核电厂重要厂用水系统旋启式止回阀关闭过程的流固耦合特性进行了研究。首先，针对某核电厂止回阀原型，建立了阀门及水体模型，并进行了网格无关性验证，确定了其最终的计算模型；然后，使用profile编写了阀板运动控制规则，设置了动网格模型，利用ANSYS单向流固耦合方法，设置了其交界面与约束条件，对止回阀瞬态关闭过程进行了仿真计算；最后，对关阀过程中不同开度的流场速度压力分布和结构场应力变形变化进行了分析。研究结果表明：在止回阀的关闭过程中，阀内流场最大速度在关闭初期为17.87 m/s,并逐步降低至0 m/s;止回阀的最大等效应力和最大变形量分别出现在转轴与阀体连接处以及阀板的最下部，分别为1.547 4×10⁸ Pa和4.74 mm,并随开度减小而增大。依据计算结果得到了该止回阀关闭工况的流场变化与阀门应力、变形响应特性，提高了设备运行的可靠性，可以为设备的优化设计提供参考。     

基于动网格的齿轮箱内部流场数值模拟

基于不可压缩流体控制方程和RNGk-ε湍流模型,建立齿轮箱油浴润滑的三维流体模型。借助流体计算软件Fluent,应用动网格及UDF技术对齿轮箱油浴润滑的内部流场进行动态数值模拟,研究齿轮箱内瞬时油液分布以及油压、流速变化规律。计算表明：运用动网格技术能较好的模拟齿轮箱内部两相流场中油液分布及压力和速度的动态变化。     

液压支架大流量安全阀动态特性仿真

介绍了支架大流量安全阀的工作原理和结构特点,采用功率键合图法和状态空间法建立安全阀系统动态特性的数学模型以及仿真模型,利用Simulink对其动态特性进行了数字仿真分析,得出了在顶板快速下沉时,该阀的阀口压力及流量曲线和阀芯的位移及速度曲线.通过分析仿真结果可知,适当增加弹簧的刚度,可提高阀的灵敏度,减小阀芯的振荡,实现大流量安全阀的动态特性优化.     

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。