《阀芯阀套间缝隙内部流场的cfd计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《阀芯阀套间缝隙内部流场的cfd计算（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、太原理工大学 硕士学位论文 阀芯阀套间缝隙内部流场的CFD计算 姓名：刘李平 申请学位级别：硕士 专业：机械电子工程 指导教师：权龙 20070501 太原理上大学硕士研究生学位论文 阀芯阀套间缝隙内部流场的C F D 计算 摘要 滑阀是各类液压阀类中采用最多的一种结构形式，滑阀阀芯阀套之间 具有一定的配合间隙，配合问隙内的流场特性直接影响阀的性能，特别是 阀芯具有锥度且阀芯中心线与阀套中心线存在偏心距时的内部流场对阀的 工作性能有很大的影响。 本文根据实际中可能存在的间隙情况，应用A u t o C A D 软件对阀芯阀套 间不同形状的缝隙建立了二维几何模型，导入F l u e n t 前处
2、理软件G a m b i t 中进行编辑使之生成三维模型，然后运用G a m b i t 进行网格的划分。在阀芯 固定不动和阀芯运动过程两种状态下，对流体在阀芯阀套问隙的流动状态 进行了仿真研究。 在对径向力进行仿真研究时，分别研究了阀芯上有锥无锥，有锥时是 顺锥还是倒锥，有槽无槽，阀芯与阀套中心线有无偏心距等不同的情况下 设定相应的边界条件，对其流场进行仿真研究。在对阀芯上有均压槽的缝 隙流场进行仿真过程中，使用了白适应网格技术，即在计算过程中，根据 压力梯度进行了网格的局部细化，有助于提高解的精度。进一步比较分析 了阀芯所受卡紧力的理论计算结果和仿真计算结果。 阀芯阀套之间缝隙的泄漏量，与
3、许多因素有关。当阀芯不动和阀芯运 太原碰上人学硕士研究生学位论文 动时分别对阀芯阀套之间间隙的流场进行仿真计算得出泄漏量的仿真结 果。阀芯不动时，分别研究了阀芯阀套之间间隙长度大小，阀芯直径大小， 间隙大小，两端压差大小，以及液压油动力粘度大小等因素不同时，设定 相应的边界条件，对其流场进行仿真研究。阀芯运动时，分别定义了阀芯 运动方向与压降方向一致或相反两种情况，在速度大小不同时，设定不同 的边界条件，对阀芯运动过程中阀芯阀套之间的间隙进行流场的仿真分析 与研究。再对阀芯不动和阀芯运动时的泄漏量进行理论分析和计算，并分 析比较了理论计算结果和仿真计算结果。建立的阀芯阀套之间间隙的模型 在本文
4、给定的边界条件下，泄漏量的值可正可负，正的泄漏量指的是：油 液沿着压降的方向流出的流量；负的泄漏量指的是：油液逆着压降的方向 流出的流量。过大的泄漏量不但能造成能量损失，同时影响执行机构的正 常工作和运动速度。因此探讨缝隙中有关影响泄漏量的因素，总结出其中 的规律，对阀芯阀套的设计和分析有一定的帮助。 上面所进行的研究工作为以后阀的设计和性能优化提供了依据。 本研究工作获得了国家自然科学基金“液压阀液动力补偿方法、计算 公式的完善及应用研究”，项目批准号5 0 6 7 5 1 4 7 的资助。 关键字：液压阀，泄漏量，径向力，卡紧力，C F D I J 太原理工人学硕士研究生学位论文 C F
5、DS T U D YF o RT H EF L O WF I E L DB E T W E E N T H EV A L V EC o R EA N DT H EV A L V ES L E E V E A B S T R A C T T h es p o o lv a l v ei su s e dm o s tf r e q u e n t l ya m o n ga l lk i n d so fh y d r a u l i cv a l v e T h es p o o lv a l v eh a sam a t ec l e a r a n c eb e t w e e nt h
6、ev a l v ec o r ea n dt h ev a l v e s l e e v ea n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f t h ei n n e rf l o wf i e l di nt h ec l e a r a n c ec a nd i r e c t l y i n f l u e n c et h ev a l v e sp e r f o r m a n c e ，e s p e c i a l l yf o rt h ec o n ev a l v ew h i c hh a sa e c c e n t r i
7、c i t yb e t w e e n t h ec e n t r a la x e so f t h ev a l v ec o r ea n dt h ev a l v es l e e v e I nt h i sp a p e r , t h e2 - D g e o m e t r i cm o d e lo f t h ec l e a r a n c ew h i c hh a sd i f f e r e n t s h a p e si se s t a b l i s h e da c c o r d i n gt ot h e a c t u a lc i r c u
8、 m s t a n c e s ，a n dt h e ni ti s i m p o r t e di n t ot h eG a m b i tw h i c hi st h ef o r e p r o c e s s o ro f t h eF l u e n tf o rg e n e r a t i n g 3 - Dg e o m e t r i cm o d e la n di t sm e s h T h eh y d r a u l i co i lf l o wi nt h ec l e a r a n c e b e t w e e nt h ev a l v ec
9、o r ea n dt h ev a l v es l e e v ei ss i m u l a t e dr e s p e c t i v e l yw h e nt h e v a l v ec o r ei ss t a t i co rm o v i n g I nt h es i m u l a t i o ns t u d yo fr a d i a lf o r c e ，t h ef l o wf i e l do ft h ec l e a r a n c e b e t w e e nt h ev a l v ec o r ea n dt h ev a l v es l
10、 e e v ei ss i m u l a t e du n d e rt h ed i f f e r e n t b o u n d a r yc o n d i t i o n sa n dw i t hm a n yd i f f e r e n tm o d e l s T h em o d e l si n c l u d et h e I 太原理工人学硕士研究生学位论文 v a l v ew i t hc o n eo rn o t ，o b v e r s ev a l v eo ri n v e r s ev a l v e ，t h ev a l v ew i t hg
11、r o o v eo r n o t ，e c c e n t r i c i t yb e t w e e nt h ec e n t r a la x e so f t h ev a l v ec o r ea n dt h ev a l v es l e e v e o rn o t ，e c t I nt h ep r o c e d u r eo ft h es i m u l a t i o nt ot h ec l e a r a n c ef l o wf i e l do ft h e v a l v ec o r ew i t hg r o o v e s ，t h ea
12、d a p tm e s hi sa d o p t e d ，w h i c ht h eg r a d i e n to ft h e p r e s s u r ei sd e s i g n e dt o t h ea d a p tf u n c t i o n T h ea d a p tm e s hi s h e l p f u lt o i m p r o v i n gt h ep r e c i s i o n F u r t h e r m o r e ，t h ec a l c u l a t e da n ds i m u l a t e d r e s u l t
13、o ft h e l o c kf o r c eo nt h ev a l v ec o r ea r ec o m p a r e da n da n a l y z e d T h el e a k a g ec a p a c i t yo ft h ec l e a r a n c eb e t w e e nt h ev a l v ec o r ea n dt h ev a l v e s l e e v ei sr e l a t e dt om a n yf a c t o r s T h ef l o wf i e l di nt h ec l e a r a n c eb
14、 e t w e e nt h e v a l v ec o r ea n dt h ev a l v es l e e v ei ss i m u l a t e dr e s p e c t i v e l yw h e nt h ev a l v ec o r ei s s t a t i co rm o v i n ga n dw ec a no b t a i nt h er e s u l to ft h el e a k a g ec a p a c i t ya c c o r d i n g t ot h es i m u l a t i o n W h e nt h ev
15、a l v ec o r ei ss t a t i c ，t h ef l o wf i e l di ss i m u l a t e dw i t h m o d e l so ft h ed i f f e r e n tl e n g t ho ft h ec l e a r a n c e ，t h ed i s t i n c td i a m e t e ro ft h ev a l v e c o r e ，d i v e r s ec l e a r a n c ed i m e n s i o n ，d i s p a r a t ep r e s sd r o pa n
16、 dd y n a m i cv i s c o s i t yo f t h eh y d r a u l i co i lu n d e rt h ed i f f e r e n tb o u n d a r yc o n d i t i o n s W h e nt h ev a l v ec o r e i sm o v i n g ，t h ef l o wf i e l di ss i m u l a t e dw i t hm o d e l sa td i f f e r e n ts p e e dm a g n i t u d e a n dd i r e c t i o nu n d e rt h ed i f f e r e n tb o u n d a r yc o n d i t i o n s T h e nt h el e a k a g e c a p a c i t yi sc a l c u l a t e dw i t hf o r m u l a F u r t h e r m o r e ，t h ec
