基于CFD的高压气动减压阀流场分析

对自主研制的高压气动减压阀结合流场计算与数学仿真进行了深入分析.简要介绍了高压气动减压阀的工作原理和先导阀的结构,提出采用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)研究阀内流场分布以进行结构改进及性能优化.对先导阀内气体流道进行分析并建立了Gambit三维仿真模型,用Fluent计算得出阀内流场分布,压力分布与理论计算符合得较好;速度分布云图及气流速度矢量图表明阀内结构对气流形成阻挡,容易导致结冰以及噪声,应加以适当改进.     

车载高压气动减压阀压力场与速度场研究

分析了氢能源汽车输氢系统的70 MPa两级气动减压过程,取得了两级减压阀各阀腔内部的压力场和速度场分布规律.研究结果表明:两级气动减压阀组的阀腔压力分布可分为上游压力区、中间压力区和下游压力区;第一级减压阀和第二级减压阀的阀口处气体均为超音速流动状态,2个减压阀出口的封闭直角区域均存在低速涡流现象.可以通过计算流体动力学(CFD)方法得到流场分布的数据,为车载减压阀组和锥形阀芯的形状与结构设计提供理论依据.     

高压气动减压阀的结构优化与特性分析

对氢能源动力汽车的输氢系统来说,要解决的关键问题就是高压氢气的减压,本文针对该系统中的关键性元件高压气动减压阀进行了研究。为保证1次加氢后连续行驶距离达到300km以上,要求氢能源汽车车载输氢系统储氢气瓶的压力达到35MPa以上,氢能源汽车质子交换膜燃料电池所提供的氢气的正常工作压力为0．16MPa。通过对阀的各个主要部件进行分析,优化了该阀的结构,设计了一种新型高压气动减压阀;建立了阀的数学模型,运用MATLAB／SIMULINK仿真软件,分析了该阀的静态特性和动态特性。     

氢能源汽车车载气动减压阀出口温度特性研究

研究了氢能源汽车输氢系统二级高压气动减压阀出口的气体温度特性.建立了减压阀开口系统的热力学模型,利用MATLAB软件分析了氢气绝热节流过程中的制冷和制热转换曲线和等焓曲线.分析结果表明,工作介质不同,减压阀出口温度相差很大;氢能源汽车以氢气作为工作介质的减压阀出口温度随着入口压力升高而升高.     

氢能源汽车车载超高压气动减压阀的机理与特性分析

分析了车载超高压气动减压阀的工作机理、基本特性及其影响因素．气动减压阀阀芯与阀套在结构上形成压力反馈腔,将负载压力反馈给弹簧,稳定出口压力．分析结果表明：阀内流道的等效阻尼长度和压力反馈腔体积是影响阀出口压力的重要因素．流道等效阻尼越小,阀口关闭越快,出口压力波动越小;压力反馈腔体积越大,其压力缓冲作用越明显,出口压力波动越小,但延迟时间越长．     

基于AMESim的高压气动减压阀的稳定特性

针对氢能源汽车中气动减压阀高压化减压时减压阀稳定性下降的现象,对一种带有先导稳定流量器的高压气动减压阀进行特性研究。建立高压气动减压阀的AMESim仿真模型,仿真分析了其压力、流量特性、高压气动减压阀先导阀弹簧刚度、先导稳定流量器活塞阻尼孔、高压气动减压阀主阀弹簧刚度、主阀出口腔等参数对高压气动减压阀稳定性的影响。研究结果表明,带有先导稳定流量器的高压气动减压阀在高压化减压时,其出口压力稳定,压力振荡小,动态响应快。同时,适当地增大复位弹簧刚度,先导稳定流量器活塞阻尼孔,出口腔容积的增大,可提高阀的输出压力的稳定性和快速性。     

一种新型结构的气动减压阀

本文介绍一种新型结构的减压阀。该阀的调节部分根据射流档扳原理制成。其主要性能指标较膜片式减压阀有所提高。     

高压气动减压阀在液压系统中的特性研究

液压系统中常使用减压阀控制出口压力,节流阀和调速阀控制出口流量,但常规减压阀最小可控压力通常在0.35 MPa以上,节流阀和调速阀最小可控流量在0.2 L/min以上,然而控制压力范围在0.1～0.35MPa、流量范围0.05～0.2 L/min的常规阀并不多见。以一种二通高压活塞式气动减压阀结构形式为研究基础,将其应用在液压系统中,作为0.05 L/min低流量稳定调速阀使用。通过结构形式分析,建立活塞式气动阀数学模型,并利用AMESim软件搭建仿真模型,对其关键结构参数在液压系统中调速特性的影响进行研究。同时对比气体与液体介质,对此类阀流量压力等特性的影响。可指导此结构形式阀在液压系统应用研制。     

脉宽调制在气动减压阀中的应用

该文介绍利用脉宽调制方式，控制2个高速开关阀对先导式气动减压阀的出口压力进行调节，通过压力传感器的反馈构成闭环系统，以实现对减压阀的比例控制。详细论述了该系统的结构组成、工作原理、控制算法和软件流程，通过试验验证了系统的可行性。     

电驱高压气动减压阀动态特性仿真研究

设计了一种电驱高压气动减压阀,采用直流电机驱动活塞直动式减压阀,通过调节直流电机的转动角度来控制减压阀的出口压力.减压阀的调压性能受到直流电机控制电压、调压弹簧刚度以及活塞作用面积的影响.为此,建立电驱高压气动减压阀的数学模型,基于MATLAB/Simulink搭建电驱高压气动减压阀的仿真模型,分析直流电机控制电压、调...     

水压滑阀流场的CFD解析

利用CFD(Computational fluid dynamics)软件对水压滑阀流场进行了数值解析.获得了内流场压力和速度分布,对滑阀的流场特性进行了分析,其结果对在水压系统中使用的水压滑阀的设计或改进提供了参考依据.     

基于Fluent的卸压阀内部流场特性数值研究

应用Fluent软件对卸压阀内部流场进行数值仿真分析。以饱和水蒸气为介质,基于壁面函数法和Realizable k-ε湍流模型,分析不同开度、不同进出口压力下阀体内部流速、压力、流量等变化特点。研究表明,随着开度增加,进出口压降呈线性降低,流速变化趋于稳定,出口流量更大。本研究可对卸压阀优化设计提供技术支持。     

水压锥阀流场的CFD解析

对水压锥闽流场进行了CFD解析，解析结果以可视的速度场和压力场分布给出。针对锥阀过流特性的分析结果对闽芯结构进行改进，将阀芯锥面与柱面直接相接改为圆弧过渡，改进后的结构明显减小了压力损失和阀内最小负压值，同时降低了阀芯所受轴向液动力。     

基于CFD的液压比例流量阀通过流量的计算

该文利用CFD计算方法研究某新设计的带有节流窗口的比例流量阀的阀芯位移-流量的特性,并与通常采用的小孔出流的计算公式所得的结果进行比较,证明在阀芯开度较小时,两种结果具有很好的一致性,但是随着阀口开度的逐渐增大,两者计算结果的差别越来越大,从传统的设计经验判断,CFD计算出的流量特性曲线具有很高的可信度。     

引压管对阀内流场影响仿真研究

提出了一种引压管对阀内流场影响的计算和分析方法,以四阀芯阀口独立控制阀为研究对象,在试验验证阀腔模型准确性的基础上,运用Fluent软件进行数值计算,研究了引压管结构参数对阀内流场的影响规律,确定了引压管较优内径参数。结果表明：在四阀芯阀口独立控制阀内,引压管内径在8 mm以下时,由于引压管对阀腔整体结构改变较小,对其所在阀腔截面面积改变较大,因此增设引压管对阀腔进出口压差的影响小于引压管所在阀腔截面平均速度;引压管对其所在阀腔截面平均速度的影响随引压管内径增大而增大;综合考虑传感器工作需求与引压管对阀内流场的影响,确定引压管内径取4 mm为宜。对后续液压阀阀内压力测量中引压管的结构设计具有一定的参考意义。     

基于节流阀阀内流场的管道振动分析

建立了板式节流阀的三维模型,运用CFD仿真软件对节流阀内部流场进行了数值模拟,得到了该型号节流阀内流场的三维可视化结果,结果表明:阀芯处的气蚀以及阀出口处的漩涡流是诱发阀芯和阀体振动的主要原因,因此优化阀内部流道对于减小管道振动具有积极的意义。     

基于AMESim的减压阀建模与仿真分析

在分析先导式减压阀结构及工作原理基础上,运用AMESim中的HCD液压元件库和机械库对减压阀进行建模,按照阀的相关数据设置子模型和参数,进行仿真分析。并讨论了影响减压阀的几个因素,通过对减压阀的阀芯位移、输出流量、弹簧预紧力和阻尼孔直径四个参数的分析,获得了各个参数对减压阀的影响规律。通过调节减压阀仿真模型的各个参数,来验证模型的正确性,为减压阀在实际运用中提供理论依据。     

锥型阀芯的高压气动减压阀设计分析

分析了氢能源汽车车载高压气动减压阀的结构和设计方法。具有锥型阀芯的车载高压气动减压阀通过阀体内部结构实现阀芯的最大开口量控制,阀的开口面积和阀位移成线性关系。建立了减压阀的静态和动态数学模型。减压阀的初始工作压力,控制压力以及最大控制压力和压力控制精度可以通过恰当地设计弹簧刚度,预压缩量和阀通径等参数来实现,定值输出减压阀可以保持出口压力基本恒定。     

Halbach阵列磁弹簧减压阀特性研究

为改善传统减压阀中机械弹簧应力松弛和疲劳断裂等问题,提出一种基于Halbach阵列磁弹簧的直动式减压阀。利用Maxwell对Halbach阵列磁弹簧进行磁力仿真,设计出满足减压阀性能要求且铁磁耗材较低的Halbach阵列。利用AMESim软件仿真分析静态压力-流量特性与动态阶跃响应特性对Halbach阵列磁弹簧减压阀与机械弹簧直动式减压阀的影响规律。结果表明：相较于同规格机械弹簧直动式减压阀,Halbach阵列磁弹簧减压阀压力-流量曲线更平缓,即入口流量相同的情况下,磁弹簧减压阀压力损失更小,稳压精度更高;当进出口压差为2.5 MPa时,响应速度接近,当进出口压差提升至4.5 MPa时,Halbach阵列磁弹簧减压阀压力脉冲较小,即超调量较小,响应速度略有提高。