液壓支架中電磁先導(dǎo)閥的建模與仿真.pdf

1、液壓支架是綜采設(shè)備的重要部件，電磁先導(dǎo)閥是其中的重要元件，通過(guò)電液控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)支架動(dòng)作，它的可靠性直接影響整個(gè)綜采設(shè)備的性能以及設(shè)備和人身的安全。本文通過(guò)流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT對(duì)液壓支架中電磁先導(dǎo)閥內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬和分析計(jì)算。
　　 以電磁先導(dǎo)閥實(shí)際的參數(shù)為依據(jù)，結(jié)合AutoCAD和FLUENT的前置模塊Gambit軟件，分別建立了先導(dǎo)閥的二維和三維模型，將建好的模型導(dǎo)入Gambit軟件中，進(jìn)行了網(wǎng)格的劃分，然后在FLU

2、ENT對(duì)兩種模型的流場(chǎng)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)的數(shù)值模擬。
　　 在對(duì)先導(dǎo)閥流場(chǎng)進(jìn)行二維數(shù)值模擬時(shí)，建立了閥開(kāi)口度是0.1mm和0.2mm兩個(gè)模型。在開(kāi)口度相同時(shí)，設(shè)置了不同的邊界條件和計(jì)算條件，分析流場(chǎng)流動(dòng)狀態(tài)的變化規(guī)律及影響因素；在開(kāi)口度不同，其他條件相同的情況下，分析了開(kāi)口度對(duì)閥內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)的影響，模擬了閥芯所受軸向力的變化，分析了閥內(nèi)最易發(fā)生氣穴和氣蝕的地方；通過(guò)改變先導(dǎo)閥的頂桿直徑，以改變流道，對(duì)先導(dǎo)閥流道進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立二維模

3、型并對(duì)其進(jìn)行了模擬計(jì)算，與原閥比較，閥芯受力和湍流動(dòng)能有所降低，降低了閥內(nèi)的能量的損失。
　　 在對(duì)先導(dǎo)閥流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬時(shí)，也建立了閥開(kāi)口度是0.1mm和0.2mm兩個(gè)模型，針對(duì)開(kāi)口度相同，邊界條件不同，或者邊界條件相同，開(kāi)口度不同，分別進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)三維模型的入口橫截面的截取，觀察其面上的矢量圖，發(fā)現(xiàn)閥芯的入口芯腔處明顯產(chǎn)生了漩渦，這是二維模型模擬所看不到的；建立了改進(jìn)后的先導(dǎo)閥的流道模型，進(jìn)行了流場(chǎng)的數(shù)值模擬，

4、與原閥的壓力云圖和湍流動(dòng)能云圖相比較，發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)閥的頂桿直徑由2.5mm改為3.0mm時(shí)，閥內(nèi)的壓力和湍流動(dòng)能都有所降低，為閥的設(shè)計(jì)提供了參考。
　　 最后對(duì)先導(dǎo)閥二維和三維流場(chǎng)模型的模擬結(jié)果進(jìn)行了比較，在定性分析上，二維和三維得到了同樣的結(jié)論，但是數(shù)值上有所差別，三維的流場(chǎng)的數(shù)值模擬在定量上更有指導(dǎo)意義，二維和三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬的結(jié)果都表明了閥的流道改進(jìn)后，降低了閥內(nèi)的湍流動(dòng)能，減少了閥內(nèi)能量的損失，為閥以后的流道的設(shè)計(jì)提供了指