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《用ansys對海、淡水液壓錐閥的流場解1》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、用ANSYS對海、淡水液壓錐閥的流場解析楊國來1司國雷1姬孝斌2盧堃1(1、蘭州理工大學流體學院,蘭州,7300502、蘭州液壓新技術(shù)研究所,蘭州,730050)摘要:用ANSYS軟件對海、淡水液壓錐閥的流場進行解析,解析結(jié)果以可視化的速度場和壓力場分布給出,從而針對錐閥過流特性的分析結(jié)果,對閥座和閥芯的結(jié)構(gòu)進行改進——將閥座與閥芯直接相接都改為圓弧過渡;改進結(jié)構(gòu)后,明顯減小了壓力損失和閥內(nèi)的最小負壓值。研究結(jié)果對設(shè)計低消耗、低噪音海、淡水液壓錐閥有一定的指導作用。關(guān)鍵詞:水壓傳動;錐閥;流場;ANSYS中圖分類號:TH137文獻標識碼:文章編號:SimulationoftheFlowfi
2、eldInsideRawWaterHydraulicPoppetValveByUsingANSYSYangGuolai1SiGuolei1JiXiaobin2LuKun1Abstract::TheflowfieldinsidetherawwaterhydraulicpoppetvalveisanalyzedbyUsingthesoftwareofANSYS,thentheresultsaregivenbyvisualizingpicturesofthevelocityandpressurefield.ThestructureofthePoppetValve’coreandthepoppet
3、valve’sseatareoptimizedtobearc-linkedattheirdirectconnectionaccordingtoanalyzingresultoftheflowcharacteristic,theoptimumstructureobviouslyreducesthepressuredropandtheminimumnegativepressuregreatly.Theresultoftheresearchcangiveaguidefordesigninglowconsumption,lownoiserawwaterhydraulicpoppetvalves。K
4、eywords::Waterhydraulic;poppetvalve;Flowfield;ANSYS海、淡水液壓傳動技術(shù)是液壓領(lǐng)域的前沿發(fā)展方向之一,它具有環(huán)境污染小、清潔安全、資源充足等優(yōu)點,但也存在潤滑性差、防泄露差和易腐蝕等問題,尤其間隙泄露大,嚴重降低了傳動效率,影響了水壓系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展,因此,自20世紀80年代以來,世界各發(fā)達國家竟相開展水壓傳動技術(shù)的研究開發(fā)工作,日本、美國、歐共體等均成立了專門的水壓傳動委員會,目的是集中力量進行水壓傳動基礎(chǔ)技術(shù)的研究,開發(fā)出高性能的水壓元件和系統(tǒng),并且目前也伴隨著可持續(xù)發(fā)展和實施綠色制造的需要,所以必將促使水壓傳動的崛起和迅速發(fā)展。海、淡
5、水液壓閥是構(gòu)成海、淡水液壓系統(tǒng)不可缺少的控制元件,由于水的理化性能不同于油,與液壓油相比,水的粘度低、密度大、聲速高、壓縮性小,在同樣的流道和工況下,流體表現(xiàn)出不同的過流特性。但是,由于目前我國CAD、CAT和CAM技術(shù)的應(yīng)用處于初級階段,產(chǎn)品設(shè)計還處于經(jīng)驗、靜態(tài)設(shè)計階段。FEA、模擬仿真技術(shù)和可靠性技術(shù)有待進一步推廣等。因此,開發(fā)液壓傳動和控制技術(shù)的發(fā)展方向是:運用數(shù)值計算技術(shù)、FLUENT軟件或ANSYS軟件的可視化分析來優(yōu)化流道結(jié)構(gòu),從而減少能耗、減少噪音,提高性能,提高設(shè)計和試驗水平等。目前國內(nèi)海、淡水液壓控制錐閥存在的主要問題是:內(nèi)部流道能量損失大、效率低、噪音大和壽命短的缺點。
6、本文用ANSYS軟件對之進行可視化解析(速度分布、壓力分布,旋渦的產(chǎn)生與消失等),進而定性確定內(nèi)部流道的流場與流體噪音、能量損失機理等的關(guān)系,從而確定影響水壓錐閥性能的主要因素,為開發(fā)和設(shè)計高效、低能耗、低噪音、低腐蝕的海、淡水液壓錐閥奠定了理論基礎(chǔ),具有重要的工程意義。1、ANSYS分析的模型及解析假定錐閥在使用中根據(jù)流體流入流出方向不同,分為外流式(DivergedFlow)與內(nèi)流式(ConvergedFlow)兩種,外流式是水流的方向是從左向右,而內(nèi)流式的水流方向與此相反。本文分析的模型是外流式錐閥,閥口mm為例進行研究。圖1外流式液壓錐閥結(jié)構(gòu)簡圖ANSYS分析模型流體在錐閥中的流動
7、實際上是軸對稱流動,考慮到流動的特性,用二維且流動區(qū)域的一半作為我們的研究對象。本文建立了兩種ANSYS的模型:一種為常規(guī)的模型;另一種為改進的模型。用ANSYS劃分網(wǎng)格,在ANSYS軟件中,在meshtool工具欄中將1區(qū)域和3區(qū)域SizeElementedgelength設(shè)定為0.2,然后用preprocessor-meshtool-mapped對之進行網(wǎng)格劃分;又因為1區(qū)域?qū)儆陂y口節(jié)流面附近流速、壓力變化比較大、形