大功率液力變矩器三維流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算與分析.pdf

1、液力行星齒輪復(fù)合傳動(dòng)裝置具有傳動(dòng)功率大、效率高、相比于調(diào)速型液力偶合器高效調(diào)速范圍寬等特點(diǎn),應(yīng)用于大功率離心式的泵、風(fēng)機(jī)等需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)的大型設(shè)備上,節(jié)能效果顯著,因而在電廠、石油、化工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。然而,國(guó)內(nèi)的這一高效調(diào)速傳動(dòng)裝置技術(shù)尚不成熟,同類產(chǎn)品主要依賴于國(guó)外進(jìn)口。液力行星齒輪復(fù)合傳動(dòng)裝置涉及多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),其中,導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器是該傳動(dòng)裝置的重要液力調(diào)控元件。工作于液力行星齒輪復(fù)合傳動(dòng)裝置中的可調(diào)式液力變矩器通常為上

2、千千瓦的功率等級(jí),而這種大功率的液力變矩器在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也很少見。本文以曾經(jīng)應(yīng)用于挖泥船的LB46型液力變矩器為參考基型,采用相似設(shè)計(jì)的方法,針對(duì)某一典型應(yīng)用實(shí)例初步確定大功率液力變矩器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù),并利用數(shù)值模擬方法對(duì)其特性進(jìn)行相應(yīng)預(yù)測(cè)及軸向力的相關(guān)分析,為液力行星齒輪復(fù)合傳動(dòng)裝置的研發(fā)以及今后類似大功率可調(diào)液力變矩器的開發(fā)提供一定的參考。
　　本文首先對(duì)應(yīng)用于流場(chǎng)數(shù)值模擬中的流體力學(xué)基本方程以及數(shù)值計(jì)算的離散方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹

3、,分別給出了目前被廣泛應(yīng)用的兩方程湍流模型的輸運(yùn)方程,并對(duì)這些湍流模型的適用范圍進(jìn)行了探討。本文還對(duì)國(guó)內(nèi)外研究液力變矩器流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了概括和總結(jié),得到了進(jìn)行液力變矩器流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的一般設(shè)置過程和方法,以LB46型液力變矩器為例,詳細(xì)介紹了適用于離心渦輪液力變矩器流場(chǎng)數(shù)值模擬的過程和方法。
　　本文分別用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和SST模型對(duì)LB46型液力變矩器的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過對(duì)以上兩種湍流模型數(shù)值計(jì)算結(jié)果的對(duì)比與分析,確

4、定了適合用于離心渦輪液力變矩器流場(chǎng)數(shù)值模擬的湍流模型。同時(shí)對(duì)偏離設(shè)計(jì)工況下的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在的誤差進(jìn)行了相應(yīng)分析。利用與LB46相同的數(shù)值模擬過程和方法并選用SST模型對(duì)基于相似設(shè)計(jì)的大功率液力變矩器LB830的特性進(jìn)行了預(yù)測(cè)與分析。
　　本文分別介紹了液力變矩器軸向力的傳統(tǒng)計(jì)算方法和數(shù)值模擬計(jì)算方法,針對(duì)于大功率液力變矩器LB830,對(duì)其泵輪和渦輪所受軸向力進(jìn)行了相應(yīng)的計(jì)算,并將兩種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,闡明了液力