高温高压差液控阀空化和空蚀的数值分析.pdf

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1、液压气动与密封／2013年第06期高温高压差液控阀空化和空蚀的数值分析王黎，偶国富，郑智剑。(1．神华鄂尔多斯煤制油公司，内蒙古鄂尔多斯，017209；2．浙江理工大学多相流沉积一冲蚀实验室，浙江杭州310018；3．国家气动产品质量监督检验中心，浙江宁波315207)摘要：采用高温高压液控阀的实际操作条件和介质的物性参数，基于两相空化流动的控制方程和RNGk-e湍流模型，对液控阀的空化和空蚀特性进行数值分析。结果表明：流体在流经阅座和阀芯之间的间隙时，流速急剧增加，压力迅速降低至液体的饱和蒸汽压以下．形成空化。由于阀芯出口处的突扩结构。流速急剧降低，

2、产生分离现象，从而在下游出现回流区，回流区域会形成空化带。并且，当操作温度升高和入口压力增加均会导致空化的区域增大、强度增加。数值模拟结果与阀芯的实际失效形貌基本吻合，证明该方法可成功应用于阀门的空化和空蚀预测关键词：液压阀；空蚀；空化流动；数值分析；失效预测中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2013)06—0o40—04NumericalAnalysisontheCavitationandCavitationErosionoftheHighTemperatureandLargePressureDiferentialFl

3、uidControlValveWANGLi’，OUGuo-fu2,ZHENGZhi~ian(1．ChinaShenhuaCoaltoLiquidAndChemicalCo．，Ltd．，Erdos017209，China；2．ZhejiangSci-TechUniversity，TheLabofMultiphaseFlowDeposition—Erosion，Hangzhou310018，China；3．NationalQualitySupervisionandInspectionCenterofPneumaticProducts，Ningbo31520

4、7，China)Abstract：ThecavitationerosionnumericalanalysisofahightemperatureandlargepressuredecreasehydraulicvalveisconductedbasedonthetwophasecavitatingflowandRNGturbulencemodelviatheactualoperatingconditionsandmediumphysicalparameters．Theresultsshowedthat：thevelcotiyincreasesrapid

5、lywhentheflowpassesthroughthegapbetweenthevlaveseatandimpacthead，andthepressuredereasestothesaturationvaporpressurewhichinducedtheformationofcavitation．Forthesuddenexpansionstructureintheoutletofvalve，thevelocitydecreasedramatically，resultinginthefluidseparaion，backflowandcavita

6、tioncloud．Besides，theincreaseingofoperatingtemperatureandinletpressurewillleadtotheexpansionofcavitationcloudandtheincreasingofcavitationintensity．Thenumeticalresultsareinaccordancewiththeactualfailureposition，whichisprovedthatthemethodcanbesucessfullyappliedtothepredicionofvalv

7、ecavitation．Keywords：hydraulicvalve；cavitationerosion；eavitatingflow；numericalanalysis；failurepredictionO引言实意义。随着计算流体动力学(CFD)方法的不断成熟，数值当流体与过流部件发生高速相对运动时．极易产模拟已成为研究阀门空化和空蚀特性的重要手段。本生空化现象-2]。空化形成的气泡在流经高压区时．会发文采用l高温高压液控阀的实际操作条件和工艺介质．生溃灭。造成空蚀，引发诸如材料损伤、振动和噪声等基于两相空化流动的控制方程和RNGk-8湍流模型．问

8、题【3卅。由于液控阀操作频繁，工况多变，在高速流体分析液控阀的空化和空蚀特性．计算结果与实际失