基于Fluent的负载敏感平衡阀流场分析.pdf

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1、液压气动与密封／2010年第4期基于Fluent的负载敏感平衡阀流场分析张恒姚平喜段少帅王之新(1．太原理工大学机械工程学院，山西太原030024；2．吉林大学机械科学与工程学院，吉林长春130025)摘要：按照负载敏感平衡阀的设计参数，应用Prn／E软件建立了平衡阀内节流阀芯的三维几何模型，运用Fluent前处理软件Gambit进行了网格的划分。采用标准紊流模型模拟了节流阀流道内流体的流动状态及漩涡的产生区域，通过截取各个阀芯小孔处的平均速度，从而验证流量的稳定性。所得结论为阀芯的结构设计与优

2、化提供了参考依据。关键词：负载敏感平衡阀；紊流模型；流量；Fluent中图分类号：TH137．5文献标识码：A文章编号：1008—0813(2010)04—0032—04SimulationStudyofInternalFlowFluidfortheLoad——SensingCounterbalanceValveBasedonFluentZHANGHengYAOPing—xiDU4NShao—shuaiWANGZhi—xin(1．CollegeofMechanicalEngineering，Ta

3、iyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024；2．JilinUniversity，Changchun130025，China)Abstract：Accordingtothedesignparametersoftheload—sensingcounterbalanceva1ve，three—dimensionalgeometricmodelofthrottlevalvecoreincounterbalancevalveisestablishedbyusingP

4、ro／Esoftwareandthedivisionofthediscarriedbyusingpre—processingsoftwareGambit．Inavenfourkindsofpressureandthecorrespondingfourkindsopeningamountofvalvecore，flowstateoffluidinfluidchannelofthrottlevalveandtheemergenceofvortexregionaresimulatedbyusingst

5、andardturbulentflowmodel，andthroughtheaveragespeedofeachsmallholesonvalvecoreisintercepted，therebyflowstabilityisverified．Theconclusionprovidesareferenceforthestructuraldesignandoptimizationofvalvecore．KeyWords：load—sensingcounterbalancevalve；turbule

6、ntflowmodel；flux；Fluent证了流量的稳定性。所得结论为阀道及节流口的结构0引言设计与优化提供了参考依据，进而为改进系统、提高液压平衡阀是一种重要的液压元件，在工程机其工作的稳定性奠定了基础。械、起重运输机械等领域中广泛应用，主要为了防止l模拟过程承载下降时出现超速危险。传统的平衡阀存在着不少缺点：负载较重时，容易出现低频振动，工作平稳性1．1节流阀内部流体区域的确定和参数设定得不到保障，安全性较差；负载较轻时，控制压力偏负载敏感平衡阀的关键在于其节流阀的开口随负高，致使系统功

7、率损失严重。针对这些问题，文献载的变化自动变化，因此，这里主要考察节流阀部[1]提出了一种新型的负载敏感平衡阀，该阀阀1=1的分。图1所示为其结构简图。计算域为流体从人口进开度随负载的增加而自动减小，从而产生与负载匹配入，经阀芯上的dqL流人节流阀内部通道。的背压。其控制压力为定值，从而保证在负载较重时，背压与负载匹配，在负载小时功率损耗较小。本文按照某规格的负载敏感平衡阀的设计参数，应用＼＼『／rIl一——，{77，，，

8、t

9、／Pro／E软件建立了平衡阀内节流阀芯的三维几何模型，八l／l-^运

10、用Huent前处理软件Gambit进行了网格的划分。在四种压力及对应四种阀芯开口量的情况下，对流体在VL、『j阀流道内的流动状态进行了仿真研究。通过模拟和分．J．．．1．一]析得知，阀道内各处流体的压力和速度分布情况、流l体的流动状态与漩涡的产生区域，并通过截取各个阀f1．．．一芯小孔处的平均速度，计算在不同负载时的流量，验1一节流阀阀芯2一节流阀弹簧座3一弹簧连接件4一节流阀弹簧5一套筒6一液控单向阀弹簧座7一液控单向阀8一液控单向阀弹簧收稿13期：2009-11-28作者简介：张恒(1982