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《分压节流阀口空化表征的研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、分压节流阀口空化表征的研究摘要：分压节流阀口在节流阀口的设计中具有很大的实用价值，其在分散阀口节流压降在节流截面上的过分集中，减轻阀曰剧烈的空化现象方面具有优势。本文探讨了节流阀口空化概率的表征方法，并在经典空化数。定义的基础上提出了适合于节流阀口空化剧烈程度表征的空化指数计算式。关键词：分压；节流阀口；空化表征；特性曲线；体积流量引言高性能多路阀是工程机械、农业机械等现代化设备的液压控制系统中的关键控制器件，通过多路阀来控制？系统油路的通断可以实现液压执行机构的复杂复合动作，其性能的优劣会对对高性能液压机械的工作性能产生较大的影响。当系统外部负载具
2、有较大的时变性时，多路阀芯将处于恶劣工况，节流阀芯过大的压降将会使阀芯节流处于剧烈的空化气蚀状态，这将会对液压阀的寿命产生非常大的影响。为了尽可能的抑制节流阀口的空化气蚀现象，在实际节流阀口的设计中较多的应用异型分压节流阀口，其具有多个分压节流截面，可以较好地分散阀口过大的节流压降。到目前为止，应用通用流场有限元分析软件对液压阀内部流道的流场进行有限元分析的研究已经有很多学者做过，并取得了一些成果。还有一部分学者针对液压阀、液压泵等液压元件进行了仿真加试验的研究。同全周阀口节流相比，异型分压节流槽其水力直径较大，抗阻塞性较好，且容易获得较小的稳定流量
3、。本文研究了表征节流阀口空化特性的空化指数的数学表达形式，从经典空化数。的定义出发，探讨了适合于异型分压节流阀口空化剧烈程度表征的空化数计算公式，并将其运用到u型分压节流槽的空化特性分析。从理论分析结论与实验数据的比较中看出，利用该空化表征公式能够很好的解释阀口流量试验的结果。1异型节流阀口空化表征的建立空化现象是阀口节流中最难解决问题之一，由于阀口设计等原因，节流阀曰的节流过程往往伴随着阀口剧烈的空化气蚀现象，使液压阀的使用寿命大大的缩短。空化气泡的产生不仅与流体的气液分离压Pg有关、还与液体中气核的大小和数量有直接的关系。为了量化窄化气泡产生的可
4、观条件，人们提出了无量纲初生空化数的概念，以此表征不同条件下空化气泡产生的概率，经典的无量纲空化数。定义为：式中P8为参考流体的绝对压力，IJ8为参考流体的速度，P8与U8是相对应的，即在压力P8方向的来流速度[]8。Pg为液体在某一温度下的气液分离压，P为液体密度。显然由于经典空化数。的计算中需要所关注流场的压力P和流体速率U,而在实际的节流阀口中要想计算出其阀口的节流流速是很困难的，为此要想较好的表征节流阀曰的空化气蚀特性，就必须对从新寻找新的空化指数的变大形式，以使其适用于分压节流阀口。一般当某一流场存在压降AP的时候，在该流场附近会存在一个流
5、场压力的最小值Pmin,定义该流场区域内的最小压力系数Cpmin为:从式(2)中看出，显然当该流场内的最小流体压力值Pmin到达油液气液分离压Pg附近时，最小压力系数CPmin在数值上与经典空化数。相等。忽略油液的重力势能，则理想伯努利方程可以变化为式(3)：式中P2,P8为阀口过流截面压力和液压流道内压力，u2和U8为阀口过流截面平均速度和液压流道入口处平均速度。一般液压阀流道的特征尺寸d相对于其阀芯的阀口几何尺寸k要大得多，即d»k；又由几何关系知液压阀流道的过流截面Ad与阀口过流节流面积Ak,与其特征尺寸之间存在如下关系：由此可知液压流道的过流
6、面积Ad与阀口过流截面节流面积Ak也满足Ad»Ako在过流截面上流过的平均流量Q二Au,忽略油液可压缩性，由于Qd二Qk,Ad»Ak,则由此推知液压阀流道内的流速U8与阀口节流截面的流速u2满足U8u-12«lo则式(3)可简化为：对比空化数定义式(1),最小压力系数CPmin定义式(2),和式(4),并仿照流场最小压力系数CPmin的定义，则可以定义节流阀口流场的最小压力系数C'pmin为下式。由式(5)可知节流阀口流场的最小压力系数C，pmin的值一般是大于1的，在实际的阀门节流中总是希望能够表征节流阀口发生空化气蚀现象可能性的大小，因此为了使节
7、流阀口流场的最小压力系数C，pmin与概率意义上的发生可能性相联系，取C'pmin的倒数作为表征节流阀曰空化的数值，即将阀口空化表征数。定义为：式中P8看作是节流阀口入口压力，P2为节流阀口出口压力，一般对于多路换向阀口节流，P2»Pg,从式(6)可以看出，阀口的入口处压力P8增大时，由数学原理知道节流阀口空化指数。减小；提高节流出曰背压P2时，空化指数。也相应的减小。这与之前对空化气蚀现象的分析是吻合的，用式（6）所定义的节流阀口空化数。是合理的。适应于分压节流阀口节流空化气穴指数的表征要求，可分别计算过流截面Al,A2的空化指数。1,。2。依据节
8、流阀口空化指数。定义式（6）,定义了分压节流阀口过流截面Al,A2上的空化指数。1,o2o式中P1可看做是节
