基于Fluent的大通径滑阀压力流量特性研究

《基于Fluent的大通径滑阀压力流量特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2011年10月机床与液压Oct．2011第39卷第l9期MACHINET0OL&HYDRAULICSVol_39No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．19．030基于Fluent的大通径滑阀压力流量特性研究周元春，杨曙东，罗博，黎桑，唐文杰(华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：用流体动力学仿真软件Fluent对大通径滑阀式换向阀的压力一流量特性进行仿真研究，探讨不同开度下阀El压差与流量的关系，为进一步研发额定流量为1500L／min的大通径滑阀式换向阀奠定

2、一定的技术基础。关键词：大通径；滑阀；Fluent软件；压力一流量特性中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)19—103—3ResearchonthePressure．flowPerformanceofaLarge-diameterSpoolValveBasedonFluentZHOUYuanchun，YANGShudong，LUOBo，LISang，rANGWenjie(SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversit

3、yofScienceandTechnology，WuhanHubei430074，China)Abstract：Asimulationwascarriedouttostudytlaepressure—flowperformanceofalarge-diameterspoolvalveusingCFDsoftwareFluent．Therelationshipsbetweenpressuredifferenceandflowratewithdifferentopeningatthevalveportwerediscussed

4、．There-searchworklaysatechnicalfoundationforfurtherdevelopmentofthelarge-diameterslidevalvewithratedflowof1500L／min．Keywords：Large-diameter；Spoolvalve；Fluentsoftware；Pressure—flowperformance与提动阀相比，滑阀结构简单、开口可控，易于实现流量、压力控制，因而在各类液压控制阀中应用广泛，特别是在方向控制阀中应用最多，现有的比例、伺服阀均是采

5、用滑阀结构。滑阀式换向阀通径一般为6～32mm，个别电液比例阀达到52mm⋯；对于通径大于16mm的滑阀，常采用液动控制或电液联合控制。60mm通径以上的滑阀式换向阀，市场上极其少见，相关的研究报道也很少，但一些重大装备有应用急需。作者基于Fluent仿真软件，对拟研制的大通径滑图1滑阀式换向阀结构简图阀式换向阀的阀口压力一流量特性进行研究，探讨阀1．1数学模型口开度、阀口压差及流量之间的关系，为进一步研发假设介质为不可压缩牛顿流体，阀口液流流速较额定流量为1500L／min的大通径滑阀式换向阀奠定大，雷诺数远大于阀I=1

6、临界雷诺数，液流为紊流流一定的技术基础。动，采用三维不可压缩雷诺平均N-S方程作为控制方1仿真模型程，计算模型用标准吧模型，控制方程如下：针对大通径三位四通O型机能换向阀，结构参连续性方程：’数设计取值见表1，其结构可简化如图1所示。丝：0表1换向阀结构参数Xi、阔口通径D／mm65阀杆直径d2／mm50动量方程：阀芯直径dt／mm75阀口最大开度X0／mm10业立=一Ox+af。POxj[L()(簧d戈f+。差a。)／]J沉割槽直径D／mm94紊动能方程(k方程)：收稿日期：2010—10—18作者简介：周元春(1986

7、一)，男，硕士研究生，主要研究方向为流体传动与控制。E—mail：jameszhouhust@qq．com。·104·机床与液压第39卷+划+o'k1／axi1J—s紊动能耗散率方程(s方程)：=c詈+击[(+trk]1塑axi】一c以}2式中：u(i=1，2，3)为沿方向的雷诺平均速度分量，为流体的运动黏度，P为紊动能产生率，为五，2湍流黏性系数，=c。所涉及的常数取值为：．L—Cl=1．44，C2=1．92，=0．09，=1．0，=1．3。1．2有限元模型因阀腔是对称的，可取阀腔的一半建模。使用Pro／E建立流场三维模

8、型，导入Gambit划分网格生成流场有限元模型，网格采用四面体单元生成。划分后，整个网格模型包括约9×10个四面体单元。这些四面体单元体积大小不一，体积最大的为1．77XJ，10m，体积最小的为4．57×10m。。其中壁面的L—．速度梯度和阀口附近区域的速度梯度及静态压力梯度(b)x=l0m比较大。因此