亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        雙U形節(jié)流槽滑閥多場(chǎng)耦合特性研究

        2021-04-23 07:32:36馬德建高慶利劉建超
        液壓與氣動(dòng) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:閥口滑閥節(jié)流

        張 鑫, 韓 進(jìn), 馬德建, 高慶利, 劉建超

        (山東科技大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院, 山東 青島 266590)

        引言

        液壓閥是液壓系統(tǒng)的主要控制元件,其性能對(duì)液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有關(guān)鍵性作用[1]。但是液壓閥在工作過(guò)程中,閥芯會(huì)因?yàn)槭軣嶙冃螌?dǎo)致閥腔內(nèi)的間隙變小,從而導(dǎo)致閥芯在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力變大,使滑閥工作不流暢,更嚴(yán)重的會(huì)使閥芯卡死,導(dǎo)致液壓閥不能工作[2]。因此,研究液壓滑閥多場(chǎng)耦合特性對(duì)改善滑閥工作特性,提高液壓系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。陳曉明等[3]對(duì)滑閥內(nèi)流體的流動(dòng)以及傳熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,為研究液壓滑閥的卡緊現(xiàn)象提供了借鑒。

        謝海波等[4]對(duì)閥芯所受液動(dòng)力進(jìn)行了數(shù)值求解,并對(duì)液壓閥的壓降曲線(xiàn)進(jìn)行了比較,為液壓閥的優(yōu)化提供了指導(dǎo)。張俊俊等[5]對(duì)液壓滑閥閥芯卡緊力進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,得到了均壓槽合理的結(jié)構(gòu)尺寸。晏靜江等[6-7]對(duì)U形節(jié)流閥的速度場(chǎng)以及油液黏性熱效應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算流體力學(xué)解析,得出了閥芯的溫度場(chǎng)分布。袁王博等[8]研究了U形節(jié)流槽的滑閥閥芯熱變形,為研究閥芯的熱變形提供了借鑒。

        目前各學(xué)者對(duì)于滑閥的研究手段已經(jīng)非常成熟,解決了滑閥工作過(guò)程中的許多問(wèn)題,但是對(duì)于具有雙U形節(jié)流槽滑閥的研究仍然不全面。本研究對(duì)雙U形節(jié)流槽數(shù)量分別為2, 3, 4, 5, 6,閥口壓差分別為5, 10, 15, 20, 25 MPa時(shí)的液壓滑閥進(jìn)行仿真分析,得到液壓滑閥在不同雙U形節(jié)流槽數(shù)量、不同閥口壓差時(shí)流體的速度場(chǎng),以及滑閥閥芯的溫度場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)。

        1 數(shù)值模型的建立

        1.1 流體與傳熱控制方程

        液壓閥內(nèi)流體的流動(dòng)以及流體與固體之間的傳熱始終遵循3個(gè)物理規(guī)律,分別是能量守恒、質(zhì)量守恒以及動(dòng)量守恒[9]。

        能量守恒方程為:

        (1)

        質(zhì)量守恒方程為:

        (2)

        動(dòng)量守恒方程為:

        (3)

        式中,ρ—— 流體密度

        T—— 流體溫度

        U—— 速度矢量

        k—— 流體傳熱系數(shù)

        CP—— 流體的比熱容

        ST—— 流體黏性耗散項(xiàng)

        ▽ —— 散度

        F—— 作用于流體上的質(zhì)量力

        p—— 流體壓力

        μ—— 動(dòng)力黏度

        Δ —— 拉普拉斯算子

        熱流耦合分析問(wèn)題為溫度場(chǎng)的第三類(lèi)邊界條件[10]和熱耦合所特有的邊界條件。當(dāng)流體與固體的溫度不同時(shí),會(huì)發(fā)生對(duì)流換熱,此時(shí)固體表面的熱流密度與溫度差成正比,即:

        (4)

        式中,n—— 換熱表面的外法線(xiàn)

        h—— 換熱系數(shù)

        TW—— 邊界面溫度

        Tf—— 流體溫度

        Ts—— 固體區(qū)域溫度

        在耦合邊界還應(yīng)滿(mǎn)足連續(xù)性邊界條件,即:

        TW|f=TW|s

        (5)

        通過(guò)耦合迭代求解熱流密度以及耦合面溫度,初始條件設(shè)置為:

        T|t=0=T0

        (6)

        1.2 仿真模型及邊界條件設(shè)置

        實(shí)際工況中應(yīng)用的滑閥結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,為了方便研究計(jì)算,省略掉滑閥中多余的零部件,建立其簡(jiǎn)化模型。此模型主要由進(jìn)油口、出油口、流體域、閥芯組成。

        在Fluent計(jì)算過(guò)程中,為了保證計(jì)算的可行性,需要對(duì)流體做以下假設(shè)[11]:

        (1) 流體為不可壓縮的牛頓流體;

        (2) 流體為單向流;

        (3) 流體為紊流,采用標(biāo)準(zhǔn)的k-ε模型[12]。

        圖1 雙U形液壓滑閥仿真系統(tǒng)模型

        圖2 雙U形節(jié)流槽結(jié)構(gòu)圖

        不同類(lèi)型的液壓油具有不同的牌號(hào),上述模型中,流體材料選用常用的46號(hào)液壓油,固體材料選用閥芯的常用材料45號(hào)鋼。流體與固體材料參數(shù)如表1、表2所示。

        表1 46號(hào)液壓油材料屬性

        表2 45號(hào)鋼材料屬性

        在進(jìn)行仿真時(shí),忽略閥套對(duì)液壓閥內(nèi)部的影響,將流體與閥套接觸面設(shè)置為絕熱邊界條件。閥芯兩端設(shè)置為對(duì)流換熱條件,閥芯與流場(chǎng)接觸面設(shè)置為耦合邊界條件。假設(shè)工作環(huán)境溫度為室溫[12],設(shè)置閥芯表面與流體初始溫度為300 K,即26.85 ℃。閥芯實(shí)際在閥腔中左右移動(dòng),在穩(wěn)態(tài)仿真條件下默認(rèn)閥口開(kāi)度固定閥芯靜止,因此假設(shè)閥芯左右端面為固定面。

        2 閥腔流場(chǎng)動(dòng)態(tài)特性分析

        2.1 閥口壓差對(duì)流場(chǎng)的影響

        當(dāng)節(jié)流槽數(shù)量為4,閥口開(kāi)度為2.5 mm時(shí),分別設(shè)置閥口壓差為5, 10, 15, 20, 25 MPa,得到了不同閥口壓差下流場(chǎng)內(nèi)速度分布特性,如圖3所示。

        結(jié)果表明,閥腔進(jìn)口側(cè)速度均衡,高流速區(qū)域主要集中在節(jié)流槽位置,與實(shí)際情況相符,在一定程度上反映了該模型的可信度。此外,閥腔出口側(cè)高速流體速度方向與閥腔出口側(cè)壁面呈一定角度,此角度并不會(huì)隨壓差變化而改變。閥口壓差在5~25 MPa內(nèi),提取不同壓差下流體的最大流速,其擬合曲線(xiàn)為v=0.4528 Δp0.5077,擬合優(yōu)度R2接近為1,如圖4所示。結(jié)果表明,流體最大流速隨閥口壓差增大而增大,與流體力學(xué)中薄壁出口流速與閥口壓差的關(guān)系基本相符。

        圖3 不同閥口壓差下流體速度云圖

        圖4 閥口壓差對(duì)流體最大流速的影響

        2.2 節(jié)流槽數(shù)量對(duì)流場(chǎng)的影響

        當(dāng)閥口壓差為15 MPa,閥口開(kāi)度為2.5 mm時(shí),分別設(shè)置節(jié)流槽數(shù)量N為2, 3, 4, 5, 6,得到了不同節(jié)流槽數(shù)量下閥腔流場(chǎng)速度分布特性,如圖5所示。

        圖5 不同節(jié)流槽數(shù)量下流體速度云圖

        結(jié)果表明,雙U形節(jié)流槽數(shù)量對(duì)于液壓閥內(nèi)的流場(chǎng)特性影響不大。閥腔出口側(cè)高速流體速度方向與閥腔出口側(cè)壁面所呈角度不會(huì)隨著節(jié)流槽數(shù)量的變化而改變。提取不同節(jié)流槽數(shù)量時(shí)流體最高流速,其擬合曲線(xiàn)如圖6所示。結(jié)果表明節(jié)流槽的數(shù)量不會(huì)影響液

        圖6 節(jié)流槽數(shù)量對(duì)流體最大流速的影響

        壓閥內(nèi)流體的最高流速。

        3 閥芯動(dòng)態(tài)特性分析

        3.1 閥口壓差對(duì)閥芯動(dòng)態(tài)特性的影響

        1) 閥芯熱特性分析

        當(dāng)節(jié)流槽數(shù)量為4,閥口開(kāi)度為2.5 mm時(shí),分別設(shè)置閥口壓差為5, 10, 15, 20, 25 MPa,得到了不同閥口壓差下閥芯的溫度場(chǎng),如圖7所示。

        圖7 不同閥口壓差下閥芯溫度分布云圖

        結(jié)果表明,閥芯的最高溫度出現(xiàn)在第一節(jié)節(jié)流槽頂部與第二節(jié)節(jié)流槽交界處,這是因?yàn)榱黧w流經(jīng)此處時(shí),在節(jié)流槽的節(jié)流作用下,致使流體在此處流速急速變大。并且此處流場(chǎng)結(jié)構(gòu)劇烈變化,流體的方向發(fā)生改變,此時(shí)流體的黏性應(yīng)力為抵消這種變化而做功,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能。熱能聚集在第一節(jié)節(jié)流槽頂部與第二節(jié)節(jié)流槽交界處,致使其溫度升高。并且一部分熱能隨流體流出節(jié)流槽,在閥芯出口端位置,流體溫度高于閥芯溫度,因此其發(fā)生熱傳導(dǎo),導(dǎo)致閥芯出口端局部位置溫度升高。提取不同閥口壓差下閥芯的最大溫升,其擬合曲線(xiàn)如圖8所示。結(jié)果表明,隨著閥口壓差的增大,閥芯的最大溫升也隨之近似線(xiàn)性增大。

        圖8 閥口壓差對(duì)閥芯最大溫升的影響

        2) 閥芯變形分析

        當(dāng)節(jié)流槽數(shù)量為4,閥口開(kāi)度為2.5 mm時(shí),分別設(shè)置閥口壓差為5, 10, 15, 20, 25 MPa,得到了不同閥口壓差下閥芯的應(yīng)變場(chǎng),如圖9所示。

        圖9 不同閥口壓差下閥芯變形量分布云圖

        結(jié)果表明,閥芯的主要變形位置出現(xiàn)在節(jié)流槽附近,并且沿著進(jìn)油口向兩邊延伸。其最大變形位置始終在第一節(jié)U形槽弧頂兩端,閥芯溫度最高處并不是閥芯最大變形處,這是因?yàn)榱黧w對(duì)閥芯的沖擊也是影響閥芯變形的重要因素。由圖9可以得到閥芯在不同閥口壓差下的最大變形,其擬合曲線(xiàn)如圖10所示。結(jié)果表明,隨著閥口壓差的增大,閥芯的最大變形量近似呈線(xiàn)性增大。

        3.2 節(jié)流槽數(shù)量對(duì)閥芯動(dòng)態(tài)特性的影響

        1) 閥芯熱特性分析

        當(dāng)閥口壓差為15 MPa,閥口開(kāi)度為2.5 mm時(shí),分別設(shè)置節(jié)流槽數(shù)量N為2, 3, 4, 5, 6, 得到了不同節(jié)

        圖10 閥口壓差對(duì)閥芯最大變形量的影響

        圖11 不同節(jié)流槽數(shù)量下閥芯溫度分布云圖

        流槽數(shù)量下閥芯的溫度場(chǎng),如圖11所示。

        結(jié)果表明,節(jié)流槽數(shù)量對(duì)閥芯最高溫度的位置沒(méi)有影響,閥芯最高溫度始終在第一節(jié)節(jié)流槽頂部與第二節(jié)節(jié)流槽交界處。另外,提取不同節(jié)流槽數(shù)量時(shí)閥芯的最大溫升,其擬合曲線(xiàn)如圖12所示,結(jié)果表明閥芯溫度受節(jié)流槽數(shù)量影響不大。

        圖12 節(jié)流槽數(shù)量對(duì)閥芯最大溫升的影響

        2) 閥芯變形分析

        當(dāng)閥口壓差為15 MPa,閥口開(kāi)度為2.5 mm時(shí),分別設(shè)置節(jié)流槽數(shù)量N為2, 3, 4, 5, 6, 得到了不同節(jié)

        圖13 不同節(jié)流槽數(shù)量下閥芯變形量分布云圖

        流槽數(shù)量下閥芯的應(yīng)變場(chǎng),如圖13所示。

        結(jié)果表明,節(jié)流槽數(shù)量并不會(huì)影響閥芯的主要變形位置,其主要變形位置始終在節(jié)流槽附近。節(jié)流槽數(shù)量也并不會(huì)改變閥芯的最大變形位置。但在固定閥口壓差與閥口開(kāi)度時(shí),隨著節(jié)流槽數(shù)量的增加,閥芯的最大變形量也在變大。提取不同節(jié)流槽數(shù)量下閥芯最大變形量,如圖14所示。結(jié)果表明,閥芯最大變形量與節(jié)流槽數(shù)量近似呈線(xiàn)性關(guān)系。

        圖14 節(jié)流槽數(shù)量對(duì)閥芯最大變形量的影響

        4 結(jié)論

        基于計(jì)算流體力學(xué)建立了雙U形節(jié)流槽液壓滑閥多場(chǎng)耦合模型,分析了節(jié)流槽數(shù)量、閥口壓差對(duì)閥腔內(nèi)流體速度場(chǎng)、閥芯溫度場(chǎng)及閥芯應(yīng)變場(chǎng)動(dòng)態(tài)特性的影響,通過(guò)對(duì)比分析,得到以下結(jié)論:

        (1) 閥芯最高溫度始終在第一節(jié)節(jié)流槽頂部與第二節(jié)節(jié)流槽交界處;閥芯主要變形位置始終在節(jié)流槽附近,并且沿進(jìn)油口向兩邊延伸。

        (2) 當(dāng)節(jié)流槽數(shù)量一定時(shí),隨著閥口壓差的增加,流體的最大流速變大,閥芯的最高溫度和最大變形量近似呈線(xiàn)性增大;閥口壓差的變化基本不會(huì)影響流體最大流速位置,閥芯最高溫度及最大變形位置。

        (3) 當(dāng)保持閥口壓差一定時(shí),隨著節(jié)流槽數(shù)量的增加,流體的最大流速以及閥芯的最高溫度沒(méi)有明顯變化;節(jié)流槽數(shù)量對(duì)閥芯變形的影響顯著,隨節(jié)流槽數(shù)量的增加,閥芯的最大變形量近似呈線(xiàn)性增大。

        本研究詳細(xì)分析了液壓滑閥對(duì)于不同雙U形節(jié)流槽數(shù)量以及不同閥口壓差時(shí)流體的速度分布以及閥芯的溫度與應(yīng)變,對(duì)于減少滑閥的卡滯現(xiàn)象有重要意義。

        猜你喜歡
        閥口滑閥節(jié)流
        天然氣井井下節(jié)流器研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景
        汽輪機(jī)啟動(dòng)滑閥改造經(jīng)驗(yàn)反饋報(bào)告
        中文信息(2021年5期)2021-03-27 12:00:19
        超高壓氣井井下節(jié)流技術(shù)應(yīng)用和設(shè)計(jì)方法
        一種套膜外設(shè)的閥口袋
        塑料包裝(2020年4期)2020-09-24 01:19:26
        一種高透氣性雙內(nèi)閥閥口袋
        塑料包裝(2020年1期)2020-04-09 07:06:28
        FD1(G)型防滑閥A3修存在問(wèn)題及對(duì)策
        PR方程模擬節(jié)流效應(yīng)的數(shù)值研究
        山東化工(2019年12期)2019-07-05 08:44:26
        “節(jié)流”是核心和重點(diǎn)
        基礎(chǔ)振動(dòng)下直動(dòng)式溢流閥的閥口泄漏分析
        均壓結(jié)構(gòu)在液壓滑閥設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
        久久AⅤ无码精品为人妻系列| 色播视频在线观看麻豆| 亚洲天堂成人av影院| 欧美变态另类刺激| 无码精品a∨在线观看十八禁| 欧美人成在线播放网站免费| av二区三区在线观看| 国产一区二区三区在线蜜桃 | 精品国产车一区二区三区| 日本人妻免费一区二区三区| 日本高清视频永久网站www| 免费无码国产v片在线观看| 精品亚洲一区二区99| 人妻少妇偷人精品一区二区| 欧美噜噜久久久xxx| 亚洲国产长腿丝袜av天堂 | 国产精品无码片在线观看| 女女同性av一区二区三区免费看 | 欧美在线a| 玩弄放荡人妻一区二区三区| 美女人妻中出日本人妻| 亚洲va国产va天堂va久久| 日本www一道久久久免费榴莲| 欧美性受xxxx狂喷水| 亚洲av色在线播放一区| 久久亚洲av成人无码电影a片| 久久久久久久性潮| 国产成人AⅤ| 黄射视频在线观看免费| 99国产精品无码| 97福利视频| 亚洲av综合日韩精品久久| 在线观看av片永久免费| 一本无码人妻在中文字幕免费| 亚洲小说图区综合在线| 加勒比亚洲视频在线播放| 一区二区三区乱码专区| 性高朝久久久久久久3小时| 人人妻人人澡人人爽精品日本 | 久久久www成人免费无遮挡大片| 黄网站a毛片免费观看久久|