针对液压管道流速设计研究

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1、液压气动与密封／2010年第4期液压管道流速设计研究王林张森王江三(中航工业西安飞机设计研究所，陕西西安71o089)摘要：本文通过工程实例，研究讨论了液压系统设计中常见的大流量高流速问题。阐述了紊流光滑管状态是高速流体保持稳定状态的必要条件，液体温度升高是制约流速提高关键的观点。得出了液流速度可以在光滑紊流管范畴有条件的突破常规推荐值的结论。关键词：液压系统；流速；紊流；雷诺数中图分类号：TH137．7文献标识码：A文章编号：1008—0813(2010)04—0036—03TheResearchandDesignofHydraulicPipelineFlowVelociWWANGL

2、inZHANGSenWANGJiang—san3(Xi’anAircraftInstituteofChinaAviationIndustryCorporation，xi’an710089，China)Abstract：Aprojeetexampleisintroducedintheparagraph．Andresearchinginthequestionofthehighspeedandbigvolumeofflowinhydraulicsystemdesign．Expatiatingonturbulentflowthesmoothpipelineisthehighspeedflowt

3、oretainstablenecessarycondition，andincreasingtemperatureisrestrictedflowvelocitytoenhance．Ultimately，weshouldgaintheconclusionwhichthesmoothturbulentflowpipelinecanbebreakingroutinevalueincertaincondition．KeyWords：hydraulicsystem；flowvelocity；turbulentflow；reynoldsnumber液压系统设计问题、分析紊流光滑管状态下流体的特O引

4、言性，温度变化情况，提出了流速突破常规推荐值后应在高压、大流量液压系统设计中，液压管道流速注意的问题。是一个十分重要的参数，直接影响流体的流动状态1工程实例简介(层流还是紊流)、流体的温度、黏度、能量损失以及管道、阀件对流体的阻力等，对于液压管道的选用以某机构负载固定在转轴上，并在液压缸带动下绕及系统总体设计有着重要影响。转轴中心作局部回转运动，液压缸无杆腔端通过铰链按照流体力学理论，流体分为层流和紊流两种状与安装架连接，活塞杆与负载铰接。液压系统原理简态。层流状态的液体流动呈层状，各流层之间互不掺图见图1，液压泵为变量柱塞油泵。系统工作要求当混，且流速平行于管道轴线。液体的流速较低，

5、质点电磁阀2DT、4DT带电工作时，液压泵给液压缸无杆受黏性制约，不可随意流动，黏性力起主导作用。而腔和蓄能器同时供油，活塞杆伸出，推动负载到达工紊流状态的液体，管道内质点运动杂乱无章，其速度作位置，并使蓄能器充液达到设定压力。当电磁阀无论大小和方向都随时间作无规则的变动，除有平行IDT、3DT、5DT带电工作时，液压泵和蓄能器同时给于管道轴线的运动外，还存在剧烈的横向运动。液体液压缸有杆腔供油，活塞杆在零点几秒内快速收回，的流速较高，黏性制约作用减弱，惯性力起主导完成一个工作循环。作用。系统最高工作压力为24MPa，最高流速和流量出液压管路及流体确定后，流体状态取决于雷诺数现在活塞杆

6、快速收回阶段。根据液压缸结构尺寸和运的大小，而雷诺数、管道的平均流速、流量三者之间动要求可计算出活塞快速收回时平均速度为3．3m／s，均成正变关系。因此，为了保证系统的平稳运行，流有杆腔进油流量为886IVmin，进油管平均流速为体速度应尽可能低，流动状态最好处于层流。而工程l1．39m／s；无杆腔回油流量为1881L／min，油管平均实际中，受管道通径、阀口大小、设备体积等其他条流速为l2．48m／s。很显然，这是一个典型的高流速、件的影响，液流速度可能会比较高，流体往往处于紊大流量液压系统。流状态。本文将通过工程实例研究讨论大流量高流速调试试验及初步运行表明，液压系统能满足系统工作

7、要求，所选管道、液压元件恰当，系统流量、流收稿日期：2009．12-02速适应于特定的运行环境。除了液压冲击较大，系统作者简介：王林(1962一)，男，陕西富平人，高级工程师，毕业于沈阳工业振动剧烈、躁声大外，未发现其他异常现象。学院，主要从事飞机保障设备设计。36HydraulicsPneumatics＆Seals／No．4．20109．42m／s，其对应的雷诺数分别为10852、13310，进油管雷诺数为9904。上述各种情形下的雷诺数均小