液压支架大流量安全阀流体动力学特性分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第17卷第3期(总第106期)煤矿开采Vo1．17No．3(SeriesNo．106)2012年6月CoalminingTechnologyJune2012液压支架大流量安全阀流体动力学特性分析郎敏(山西省煤炭地质公司，山西太原030045)[摘要]为了提高液压支架大流量安全阀的动态性能，需要对其流道内流体动力学和运动学特性进行研究。在建立大流量安全阀三维几何模型的基础上，利用仿真软件Fluent对安全阀内部流场的运动学和动力学规律进行了仿真分析，为液压支架大流量安全阀的设计与优化提供依据。

2、[关键词]液压支架；大流量安全阀；流体动力学；Fluent[中图分类号]TD355．41[文献标识码]B[文章编号]1006—6225(2012)03—0033·02FlowDynamicsCharacteristicAnalysisofSafetyValvewithLargeFlowinPoweredSupport仿真模型有二维和三维2种情况，由于二维模1前言型只是在实际的流道中截取了一个面，其流动情况大流量安全阀是液压支架的重要元件之一，在并不能完全反映整个流道的流动情况，因此本文着有冲击地压和坚硬难冒的特殊顶板条件下，可

3、以实重建立与实际情况更加接近的三维仿真模型。现对支架的压力控制和过载保护，因此其性能的优在建立大流量安全阀三维流道模型时，要考虑劣直接影响液压支架支护能力的发挥¨J。2个问题：一是所建立的三维几何模型要与流道的大流量安全阀的工作状态是一个瞬变过程，在真实情况贴近，这样才能反应出流道中流体流动的其工作过程中，压力高，流量大，工作时间极短，本质；二是建立的三维几何模型在能反映其本质的而且乳化液的黏度较低，阀道内流体的流动状态为前提下尽量简化，这样才能避免因为流道过于复杂十分复杂的紊流流动。为了提高大流量安全阀性而带来的计算机计算量

4、过大甚至无法求解的问题。能，需要深入研究阀道内流体的流动情况以及流体以往的模型只对一级节流进行仿真研究，而实与安全阀内流道的固体内壁之间的动力学关系。际的大流量安全阀大多采用二级和三级节流结构。由于大流量安全阀流道内流体的动力学和运动本文着重阐述如何建立三级节流模型进行仿真。学规律非常复杂，用常规理论难以处理，需要对大根据上述原则，应用Pro／E软件，建立了计算流量安全阀的流场进行计算机的数值模拟和仿真。时所需要的流道三维几何模型。在国内外的研究中，虽然有用计算流体动力学2．2网格划分CFD(ComputationalFlui

5、dDynamics)的Star—CD软应用Fluent软件进行网格划分是一个十分关键件或者Fluent软件对液压支架安全阀的流场进行数的步骤。为了提高计算精度，节省计算时间，可采值模拟与仿真的研究，但是为了简化过程，研究中用非结构化网格。同时，鉴于大流量安全阀的工作所建立的仿真模型并不能完全符合实际的物理结特点，非结构化的网格可以实现对其梯度较大的流构，这使得仿真的流场结果并不能完全反映流动的场的精确求解。实际情况。采用非结构四面体网格，划分后安全阀流道的以郑煤机生产的FAD／500型大流量安全阀为三维网格模型如图l。网格生成

6、后节点数为75220研究对象，根据其结构原理和工作特点，建立与实个，整个计算模型的体积为9．37524×10m。，其际情况相符合的大流量安全阀三维流道模型，通过中网格体积最小为7．243827x10。m，网格体积最Fluent软件，对其流道运动学和动力学特性进行仿大为8．378082~10m，最小计算面积为4．394737真分析，从而为大流量安全阀设计提供依据。xlOm，最大计算面积为6．084x10。m。2安全阀三维仿真模型的建立3仿真过程2．1三维仿真模型的建立3．1边界条件的建立[收稿日期]2012-03—19[作者简介

7、]郎敏(1969一)，女，山西代县人，高级工程师，从事煤矿机电产品设计及管理工作。33学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com钱增江等：超千米埋深巷道淋水水源及变形机理分析2012年第3期量、水压加大，导致巷道淋水，淋水水源不属于真布，巷道围岩发生变化，裂隙发育，奥灰水间接微正的奥灰水，但有奥灰水间接渗透、参与。弱渗入，从而引起巷道所处层位的水量、水压加大，导致巷道淋水。5巷道变形机理分析(2)通过对开采破坏机理、地质条件、水压、一般而言，煤矿开采过程中，巷道围岩中引起水质等多方面分析，经过高分

8、辨矿井电法及瞬变电的采动应力达到原岩应力的2～6倍时，容易造成磁技术验证，可以排除出水水源直接由奥灰水补巷道严重底鼓H]。从生产布局来看，除回采工作给，但有间接渗透、参与。面的采动对下伏巷道有一定影响外(周期来压步(3)超千米巷道由于开采深度、应力集中造距26．3O一32．3