基于CFD技术的内流式液压锥阀液动力分析与实验研究

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长期以来,大多数学者认为内流式液压锥阀的稳态液动力作用方向是使阀芯打开方向,不利于阀芯的稳定性和准确性控制。然后,最近有些学术文献也提出内流式液压锥阀和外流式液动力作用方向是一致的,都是使阀芯趋于关闭。因此,一旦能够分析清楚内流式阀芯的液动力机理将为它的广泛应用很大帮助,而且一致的观点认为内流式锥阀液动力要小于外流式的,这也为降低驱动能和提高做出不小的贡献。 本论文进一步研究内流式液压锥阀液动力的测定和分析。首先,利用流体力学动量定理和奈维-斯托克斯方程等相关流体力学理论知识,选取合理的控制体积,对内流式液压锥阀工作时产生的稳态液动力进行理论计算和分析,并且得到了内流式液压锥阀液动力计算的理论公式。同时,利用CFD软件Fluent对内流式液压锥阀进行流场分析,由于内流式锥阀流场和液动力与锥阀开口度有关,对锥阀开口度取不同值来进行建模分析。在Fluent软件中可以静态的模拟出不同开口度下流场分布,计算得出了内流式液压锥阀液动力的仿真结果。在课题的研究过程中,通过内流式锥阀受力特性,设计一套液动力CAT测试实验台架,该实验台架能够完成锥阀液动力的测试实验,从而分析内流式锥阀液动力的方向和大小。 总之,通过近一年来的研究发现,内流式液压锥阀液动力方向使阀芯关闭方向,和外流式锥阀相一致,但是数值要比传统内流式液压锥阀计算结果小的多。这样,可以在实际的工业生产中广泛的使用内流式液压锥阀做为液压元件的一部分。
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