卸荷阀三维流场数值模拟与试验研究

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1、机械设计与制造第5期96MachineryDesign&Manufacture20l3年5月卸荷阀三维流场数值模拟与试验研究郭雷，(1．北京工业大学机械工程与应用电子技术学院精密超精密加工国家工程研究中心，北京100124；2承德石油高等专科学校，河北承德067000)摘要：应用在航天领域中某型号卸荷阀，是航天火箭气动控制系统的重要组成元件，其稳定性、可靠性直接影响到整个航天系统的正常运行。通过使用三维流场数值模拟技术，对某型号卸荷阀流道内的流场流态进行数值仿真，建立大活门与壳体径向间隙的压力场和速度场分布状态，通过

2、分析不同径向间隙尺寸对流场流态及压力一速度特性的影响，确定了影．tsar,荷阀稳态特性的主要结构参数；经试验验证，与仿真计算结果吻合较好，试验结果验证了三维流场数值仿真的有效性，为降低试验研究成本，缩短开发周期及卸荷阀的优化设计和故障诊断提供了指导。关键词：卸荷阀；径向间隙；CFD：数值仿真中图分类号：TH16；TH134文献标识码：A文章编号：i001—3997(2013)05—0096—04The3DNumericaISimulationandExperimentaIAnalysisoftheFlowFieldi

3、ntheHigh—PressureUnloadingValveGUOLei，2(1．PrecisionUltra—PrecisionMachiningNationalEngineeringResearchCenter，CollegeofMechanicalEngineeringandAppliedElectronicsTechnology，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China；2．ChengdePetroleumCollege，HebeiChengde06

4、7000，China)Abstract：Someonemodelhigh-pressureunloadingvalveappliedinthefieldofaerospaceisanimportantcomponentelementofthespacerocketpneumaticcontrolsystem．hsstabilityandreliabilitydirectlyaffectsthenormaloperationoftheentireaerospacesystems．Basedonthelowfieldnu

5、mericalsimulationmethod，numericalsimulationiscarriedoutfortheflowfieldo／‘someonemodelhigh-pressureunloadingvalve．DistributionstatesofthepressurefieldandvelocityfieIdareestablishedinthelargewdveandcasingradialclearance．Theeffectofflowfieldandpressure-velacitycha

6、racteristicbythediferentradialclearanceisanalyzed．Themajorstructuralparametersofinfluencetheunloadingyalvessteadystatecharacteristicsaredetermined．Theresuhsofthenumericalsimulationverifedbytheexperimentaltest．whichprovidesguidanceforreducingtestcosts，shortening

7、thedevelopmentcycle，optimumdesignandfaultdiagnosis．KeyWords：High-PressureUnloadingValve；RadialClearance；CFD；NumericalSimulation获得了卸荷阀的主要动态性能及影响因素121；KeshenYu和1引言K0iirAKAHASHI用流线坐标法对阀内的流场进行了数值计算，某型号卸荷阀广泛应用在航天领域中，是航天火箭气动控计算结果与试验结果一致口；太原某大学的科研人员运用仿真软制系统的重要组成元件，其动态

8、性能要求非常高。卸荷阀的稳定件AMESim建立了单向阀及其卸载系统的仿真模型并进行r仿性、可靠性直接影响到整个航天系统的正常运行。此产品装配完真，得出液控单向阀卸载过程中阀芯的运动曲线和阀口的压力I，成后，在产品测试中经常出现卸荷阀螺杆拧动困难、大活门难以湖南某学院的科研人员对卸荷阀产生压力转换滞后现象进行了开启等故障，无法达到设计效果。如果强