面向工程的气动带挡板节流孔音速流导计算方法

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1、HydraulicsPneumatics&Seals／No．05．2016doi：lO．39694．issn．1008—0813．2016．05．006面向工程的气动带挡板节流孔音速流导计算方法刘文丰，李刚炎，杨凡(武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070)摘要：目前，节流孑L的音速流导计算一般只考虑与节流孔直径和长度的关系，没考虑节流孑L挡板间隙。该文面向工程需要，针对气动带挡板节流孔音速流导计算问题，建立理论解析的数学模型，在Simulink中构建模型对音速流导进行计算，将计算得到的I界压力比数据，

2、通过拟合的方式得到临界压力比计算式，进而得到带挡板节流孔的音速流导计算式。结合实验，确定音速流导计算式中的参数，将计算式简化成能在工程中使用的简易计算式；利用Fluent对带挡板节流孔模型进行仿真，通过仿真数据确定计算式的有效性与使用范围。关键词：带挡板节流孔；音速流导；Fluent仿真；计算方法中图分类号：TH138文献标志码：A文章编号：1008—0813(2016)05—0021—05EngineeringCalculationMethodofSonicConductanceforPneumaticOr

3、iricewithBaffleL／UWen-feng,LIGang-yan，YANGFan(SchoolofMechanicalEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Whensonicconductanceoforificesiscalculated，thediameterandlengthoftheorificearegenerallytakenintoaccountbutthegapbetweentheorif

4、iceandbaffleatpresent．Inthispaper,basedontheengineeringneeds，themathematicalmodelofthetheoreticalanaly-sisandcalculationmodelinSimulinkisestablishedforthecalculationofthesonicconductanceofpneumaticorificewithbafle．Basedonthedataofcriticalpressureratioobtain

5、edbySimulink，aformulaforcalculatingthecriticalpmssureratioisproposed．Thenaformulaforcalculatingthesonicconductanceoforificewithbafleisproposed．Theparametersinthecalculationformulacarlbedeterminedbythecom-binationofexperimentdata．Therefortheformulacanbesimpl

6、ified．TheeffectivenessandscopeoftheformulaisverifiedbyFluentsimula—tiondata．Keywords：orificewithbafle；sonicconductance；fluentsimulation；calculationmethod0引言力学基本理论得到气动带挡板节流孔的质量流量理论计算方法；面向工程需要，对临界压力比的计算进行简气动元件的流量特性主要是指元件进出口两端的化，推导出气动带挡板节流孑L的音速流导计算式。将压力降与通过该元件

7、的流量之间的关系。气动元件流气体流动视为多变过程，结合实验数据确定多变指数，量特性的表述方法有多种，ISO6358标准中主要用气动得到形如c_厂(，L，h)的简易计算式，式中d，L，h分别元件的音速流导C和临界压力比b表示，并给出了相应为节流孑L的直径、长度和节流孑L挡板间隙，单位m。这的音速流导计算式u。由计算式知：根据气动元件的直样的音速流导计算式就比较简单，在工程中能通过带径和长度可计算出其音速流导。除了标准中给出的音挡板节流孔的d，L，h三个参数计算出其音速流导的大速流导计算式，国内彭光正等Il也推导

8、了用于气管道的小。最后通过仿真数据确定计算式的误差范围，判断音速流导计算式，但均未考虑带挡板的节流孑L流量特性。有效性。在这些研究的基础上，本文考虑到节流孔出口与挡板之间的间隙对节流孑L流量特性的影响，基于流体1基于理论解析的气动带挡板节流孔音速流导计算收稿日期：2015—12—30作者简介：刘文丰(1991一)，男，湖北武汉人，硕士研究生，主要从事气动1．1气动不带挡板节流孔的质量流量计算元件流量