水壓伺服閥典型閥口流動特性的研究.pdf

1、以海（淡）水作為工作介質(zhì)的水壓傳動技術(shù)由于具有無污染、不燃燒、節(jié)約能源、工作介質(zhì)易于獲取等突出優(yōu)點，日益受到國內(nèi)外工程界的廣泛重視。然而，水壓傳動技術(shù)的應(yīng)用必須以性能優(yōu)良的水壓元件為前提，而水壓閥口的流動特性對水壓控制元件的性能有著重要影響，是設(shè)計和研制水壓元件的基礎(chǔ)。與用礦物油做工作介質(zhì)相比，水壓閥口具有高雷諾數(shù)和氣穴現(xiàn)象嚴(yán)重等特點，所以油壓閥口的流量系數(shù)等重要參數(shù)在水壓元件中不能直接引用。 作為水壓伺服控制系統(tǒng)的核心部件，水

2、壓伺服閥包含噴嘴擋板、環(huán)形圓縫、滑閥等一系列的典型閥口型式。要設(shè)計出高性能的水壓伺服閥以及其它相關(guān)水壓控制元件，必須對這幾種典型水壓閥口的流動特性特別是流量壓力特性和氣穴現(xiàn)象進行深入的研究。 本文針對水壓閥口流動特性，將質(zhì)量轉(zhuǎn)移方程和氣體體積方程引入RNG 湍流模型，并與兩層近壁模型相結(jié)合，運用商業(yè)化的CFD軟件FLUENT，對幾種典型的閥口以及固定節(jié)流+噴嘴擋板液壓半橋的流動特性進行了數(shù)值模擬。獲得了整個閥口流域內(nèi)的速度、壓

3、力以及流線和氣穴含量的分布云圖，著重描述了不同邊界條件下流線的收縮和附壁狀況，并對氣穴發(fā)生的強度和區(qū)域進行了分析和預(yù)測，仿真結(jié)果表明：增大噴嘴擋板間隙和減小噴嘴平臺直徑，都對氣穴的發(fā)生有著明顯的抑制作用；環(huán)形圓縫的疊合長度越長，入射角度就越小，閥芯倒角可能誘發(fā)氣穴的發(fā)生；滑閥的閥口開度越大，氣穴越嚴(yán)重，但倒角對氣穴有一定的抑制作用；出口背壓對固定節(jié)流＋噴嘴擋板閥口的氣穴有著明顯的抑制作用。 通過對現(xiàn)有試驗臺架進行技術(shù)改造，并自行