针对液压集成块典型转弯孔道流场仿真分析

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1、2012年3月机床与液压Mal-．2012第40卷第5期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．40No．5DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．05．042液压集成块典型转弯孔道流场仿真分析林义忠，陈丽莉，张忠南(广西大学机械工程学院，广西南宁530004)摘要：针对液压集成块中典型转弯孔道结构，应用前处理软件GAMBIT建立不同孔道结构模型，采用FLUENT软件提供的k-6湍流模型对其孔道内流场进行数值仿真，并分析工艺孔容腔及偏心距对管道流场的影响。结果表明：在布局布孔条件允许的情况下，采用无工艺孔容腔正交

2、直角转弯结构的连通方式，流体流经孔道的压力损失及能耗最低。关键词：液压集成块；流场；仿真中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)5—134—4SimulationandAnalysisofFlowFieldofTypicalTurningChannelinsideHydraulicManifoldBlockUNYizhong．CHENLili，ZHANGZhongnan(MechanicalEngineeringCollegeofGuangxiUniversity，NanningGuangxi530004，China

3、)Abstract：AccordingtothestructuresoftypieMturningchannelinsidehydraulicmanifoldblock，differentpipelinestructuremodelswereestablishedbyusingGAMBIT，andtheflowfieldsofpipelinesweresimulatedwithturbulencemodelprovidedbyFLU—ENT．Theeffectsoferaftworkholeandeccentricthrowonpipelineflow

4、fieldwereanalyzed．Theconclusionisthattheconnectedpat-ternofnocraftworkholeorthogonalrightangleturningstructureisemployedasfaraspossiblewhenthelayoutisviable，thepressurelossandenergyconsumptionarelowest．Keywords：Hydraulicmanifoldblock；Flowfield；Simulation在集成式液压系统中，集成块中的孔道与其承装同直角转

5、弯孑L道结构液流流动特性、压力损失规律的阀块体中的孔道相连通，构成一定的回路，实现系等，以达到液压集成块内部流场优化的目的。统连通要求。集成块上会安装多个阀体，使得集成块1建立模型内部孔道结构复杂繁多，当孔道布局和孔道结构不合1．1物理模型理时，由其产生的局部损失增多，以致整个系统能量图1为拆去阀类元件后典型的液压集成块块体。损失增加，品质下降。可以看出，液压集成块内部孔道转弯结构复杂繁多。流体在液压集成块孔道内的压力损失主要有两种在此选取几种典型的直角转弯结构进行仿真分析，研形式：(1)在孔道中的直线流段中，黏性摩擦起主究其液流流动特性以及局部压力损

6、失规律。导作用的沿程压力损失；(2)由于孔道断面突然变化、油液流速大小和方向突然改变等引起的局部压力损失。液压集成块管网中存在着短管、直角拐弯、分支管路、工艺孔容腔等复杂繁多的孔道形式，且孔道一般都比较短，其沿程压力损失与局部压力损失相比非常小，在计算压力损失时可以忽略不计，因此，液压集成块的主要压力损失是由这些复杂繁多的孔道所引起的局部压力损失组成。直角转弯是液压集成块中最为常见的孔道连通形式，其流动性能好坏对整个管网的流动特性具有至关重要的影响。文中采用FLUENT软件对液压集成块内部孔道典型直角转弯结构流场进行仿真分析，探讨不图I液压集成块内孔道

7、复杂连通管网结构示意图收稿日期：2011—02—21基金项目：广西壮族自治区科学基金项目(2009AM6011、合同号桂科自0991052)作者简介：林义忠(1964一)，男，工学博士，教授，研究领域为机器人技术、机电液自动控制。通信作者：陈丽莉，E—mail：chenll0120@126．com。第5期林义忠等：液压集成块典型转弯孔道流场仿真分析·135·2■．-液压集成块内部孔道的直角拐弯，最常见的是亚+=OXi++—一一去(lOuA，-pP“J¨伽甜舢两孔道中心线在同一平面的正交方式，其正交方式又分为带工艺孔容腔和不带工艺孔容腔，见图(2)2(a

8、)、(b)所示。另外，由于外部液压阀类元件和式中：为动力黏度；S为动量守恒方程的广义源项。集成