一种液控单向阀阀口流道分析及改进

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1、学兔兔www.xuetutu.com万方数据一种液控单向阀阀口流道分析及改进口赵德新口袁锐渡口耒耿寅口昊松涛口袁玉比昆日日I大{n电I《≠＆昆日650093搏i十％7一#*#}自目．}《t№*口^##nuem"*#}自目日a《t*■辊*自*，井#目目口a*#n#鼻≈lte##*《mH#*＆t*“nm目∞口^#}，#*T＆*#^。*t目．t＆}自一Fluent∞真值*十日#粪{rHl37：52女■杯m日：^2童■{t1000—4998(2011)04—0014—03一十完挂的液压§境m动女元件执行元件、控制元件辅助

2、元件和液压油5部分组成．液控单自阍属于控制元作在液压系统十起着重要作用主要应用于保持雎力液压缸的支撑、疆班缸的自锁，大流量排油等．这种阿在煤矿机械的液雁支护设备中占有重噩的地位。B有的研究工作分析r阀流体∞建度分布埚流的产生与消*等本文采用TFI⋯t软件进行T仿真．分析T阀苏内部流体压女升啼状况、阀口的速度分布和瑞动能等进而对谴控单向阀进行T优化和改进。1液控单向阀的工作原理液控单向J珥结构如蹦】所示，工作厚理为j控制油uK无压力油通过时．它和普通单自阀一样．压力油只能mP．流自P，，不能反目倒流。若从控制油口K

3、逋人压女浦时目控制活塞右侧a腔通泄油口．活塞右移推动顶杆顶开阔芯使通口P．和P：接通．油灌就可在两个方向自由通流。2Fluent软件简介计算流体动力学(CYD)目z建立在经鼎流体动力学自数值计算方位基础之上酌一门新型独立学科。Fh”m是目前目际上＆较流行的商硐CFD软件包．它具有丰富的物理模型．先进的数值方法和强大的前后处理功能日u用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动．由于采用T多种求解方法和多重月格加速“}#N目▲m1m#十mⅢ《№衄20ll／4收敛技术因而n⋯t能达到最佳的收敛速度和求癣精廑．灵活的

4、非结构化阿格和基于解的自适应目格技术及成热的物理模型使F1uent在m流、传热与相变化学反应与燃烧、多相硫、旋转机械、动／变形月格、噪声、材料加T燃料电池等方面有广泛应用。3Fluent模型的建立及其解析假定31cFD分析模≈嗣2为液控单向阀的流道=雏结构用锥阃内的实际流动是三维的但考虑到流动的特性及计算机容量将闻自的流动近似为不可压缩．恒定的牛顿流体f目速度梯度变化时．动女黏腰不变)．根据液压油在阁道内的流动轨迹．应用Inverttot=维绘罔软件．绘mT液压油在闻道内的三维模型如图3所示。32解析假￡在计算过

5、程中对模型作了如下的解析假定：1'流动介质为{盘压油的条件参数为：密度为889k湘，．动力黏度为10388Pas．№热为I845J／kg。2、{斑压油的日压缩性彳艮小压力每增加1013kPa(一个大气压)时．其体积变化不到万分之一，因而在计算过程t}完全可以忽略压编性的影响．接不可压缩处理．3)该模型中的雷诺敷Re=72000．远大于临界雷诺数目此液压油在阔道内的流动状态是湍流．故采用^一s湍流方程进行计算．4)隶解离散^程组用SIMPLE^法4计算网格与边界条件4I目格Ⅻ舟韧始计算网桔由GAMBIT程序完成．其

6、中壁面速度梯度和阀rIⅨ域静态压力鞍★．日此采用TFLUENT的自适应功能对网格进行细化处理u获得更好的末解精度。茸月格划分结构如目4所示。424界条件∞设￡!!塑竺!!竺!自!董熹KP学兔兔www.xuetutu.com万方数据存仿真计算中设定蝴11开度为05mm嗍的进口液压∞的速度女5仿真及其结果分析n廑为05mm时的州口流场数值仿真结果日5(u)为M的静压丹布云日从目十日“看m液体喷m删口后在目口处中心内肜戚较大的胀降尤萁在目口处流体在阀座锐缘产生分离在阀芯的人口址的压力为10MPa在阀，#mL】处为2II

7、MPa杠№区域内有相对较大的压降。目5fh)为周的连厦丹布i附从目十一r“看m在闷芯的人口处产生速度较大的目流现象阀芯处发生流体的分离现象在附腔^形成两个旋m位于恻一S∞^口处H度№计№较大并且在删芯∞人¨和m口产生T很大的速崖差∞耗Tt漉运动的能Ⅲ导致压降与能量的降低Ⅷ5(c)女N∞湍动能6■从圉中日知在阀[J处湍流动能最大能量损失’要集中在阀口而且旋涡产生的地方镐流动能减小目时m现低压E另外在阀的＆n拐角趾产生r湍动能的旋月也损失T一部分能量。6液控单向阀的阑口的结构优化m前面对渣控单自树阎口流场仿真分析可知

8、自f主阀芯与主削套形成的喷口处流傩受结构甩制突然扩散从而引起流场流线的剧烈变化拐角处＆现旋涡耗散流体动能．这些都会造成鞋大的压力橱戋目此对阀口灶结构进行优化可“提高液控单向闻∞性能。蛮践证日．在纯水控制阀中采用一衅Ⅻ球头形、抛物面形等特殊结构形式对于避免或减轻气蚀提高阀的性能、延长苴使用寿命是*常有效的措施．6l液控草自目月口自结*＆进为使流场疯线平滑优化后的主阀，*在喷