水壓環(huán)形縫隙泄漏特性的理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在能源緊缺、環(huán)境惡化的21世紀(jì),人類的生存受到巨大的威脅,必須從現(xiàn)在起倡導(dǎo)節(jié)能減排,使用綠色能源與技術(shù),改善我們的環(huán)境,保護(hù)人類的未來。因此,純水液壓技術(shù)作為一種綠色清潔的流體傳動(dòng)技術(shù),勢(shì)必在將來得到廣泛應(yīng)用,甚至完全替代傳統(tǒng)油壓技術(shù)。但當(dāng)前我國(guó)在水壓元件和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造上,還與國(guó)外有很大差距,主要原因就是對(duì)于水介質(zhì)傳動(dòng)理論基礎(chǔ)的研究比較落后,導(dǎo)致在水壓元件的設(shè)計(jì)和制造時(shí),缺乏理論和試驗(yàn)依據(jù),多憑經(jīng)驗(yàn)和借鑒油壓傳動(dòng)技術(shù),這就嚴(yán)重制約了我

2、國(guó)水壓技術(shù)的發(fā)展。本文主要針對(duì)水壓元件環(huán)形縫隙泄漏的理論基礎(chǔ)進(jìn)行研究,采用理論與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合的方法,探究了水壓環(huán)形縫隙的流場(chǎng)特性和流動(dòng)規(guī)律,為解決水壓元件環(huán)形縫隙設(shè)計(jì)時(shí)遇到的諸多問題奠定基礎(chǔ)。
　　本文首先根據(jù)水壓元件環(huán)形縫隙的常見工況,將壓力為8～14MPa、柱塞直徑為20～35mm、密封長(zhǎng)度為10～40mm、間隙高度為0.005～0.02mm、柱塞的偏心傾斜和柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(頻率25Hz)作為考慮的影響因素,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),以研

3、究環(huán)形縫隙在上述因素變量范圍內(nèi)的泄漏特性。然后從縫隙流動(dòng)的基礎(chǔ)理論入手,推導(dǎo)了柱塞同心、偏心、傾斜及偏心傾斜都存在情況下,環(huán)形縫隙的層流泄漏量公式。同時(shí),對(duì)水壓環(huán)形縫隙流動(dòng)的流變機(jī)理、臨界雷諾數(shù)和湍流泄漏量計(jì)算方法進(jìn)行了討論。
　　隨后,由于環(huán)形縫隙流場(chǎng)的復(fù)雜性,本文采用CFD軟件Fluent對(duì)正交試驗(yàn)進(jìn)行了流場(chǎng)仿真,根據(jù)臨界雷諾數(shù),對(duì)不同的試驗(yàn)組分別使用層流模型和湍流模型計(jì)算。并對(duì)結(jié)果進(jìn)行可視化分析,得到環(huán)形縫隙流場(chǎng)的流場(chǎng)特征和