外流工況下液壓錐型節(jié)流閥氣穴及噪聲研究.pdf

1、液壓錐閥是一種常見(jiàn)的液壓閥形式，作為液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)中的重要基礎(chǔ)元件，具有密封性好、過(guò)流及抗污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此常作為節(jié)流閥、插裝閥、單向閥和溢流閥使用。但液壓錐閥在工作時(shí)流體的流動(dòng)卻是非常復(fù)雜的，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了工作過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象，引起流體噪聲，影響液壓錐閥的工作壽命和可靠性，因此研究液壓錐閥的氣穴和噪聲問(wèn)題對(duì)于提高液壓錐閥的性能具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　液壓錐閥存在各種各樣的形式，本文選取其中兩種最常用的

2、進(jìn)行研究，即插裝式液壓錐型節(jié)流閥和管式液壓錐型節(jié)流閥，從計(jì)算流體力學(xué)的角度運(yùn)用流場(chǎng)數(shù)值模擬方法，分析了在外流工況下影響液壓錐型節(jié)流閥的氣穴現(xiàn)象和噪聲強(qiáng)弱的主要因素，包括閥芯幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和閥口邊界條件，來(lái)尋求減少、抑制氣穴產(chǎn)生和降低噪聲的方法。同時(shí)對(duì)管式液壓錐形節(jié)流閥進(jìn)行了氣穴可視化實(shí)驗(yàn)和噪聲測(cè)試。
　　首先，給出本文數(shù)值模擬所使用的基本模型、湍流模型和氣穴模型，并重點(diǎn)介紹了氣穴機(jī)理和流體噪聲理論，為進(jìn)一步研究作理論基礎(chǔ)。
　

3、　其次，對(duì)插裝式錐型節(jié)流閥外流工況下的流場(chǎng)進(jìn)行研究，依照實(shí)際所用閥的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，建立三維模型，劃分網(wǎng)格。針對(duì)插裝式錐型節(jié)流閥閥口的氣穴現(xiàn)象，采用CFD軟件FLUENT對(duì)插裝式錐型節(jié)流閥閥口流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，預(yù)測(cè)了氣穴發(fā)生后的氣相分布、氣體體積比及噪聲水平，研究了閥口開(kāi)度、閥芯錐角、閥芯節(jié)流槽形式和個(gè)數(shù)、進(jìn)口速度及出口壓力對(duì)閥口氣穴和噪聲的影響。
　　然后，對(duì)管式錐型節(jié)流閥外流工況下的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，得到了不同進(jìn)口速度、不同

4、出口壓力、不同閥開(kāi)口度和不同閥芯節(jié)流槽結(jié)構(gòu)下的流場(chǎng)分布情況，分析了這些因素對(duì)管式錐型節(jié)流閥閥口氣穴強(qiáng)度和噪聲水平的影響。
　　最后，對(duì)管式錐型節(jié)流閥的外流工況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，采用有機(jī)玻璃材料制造模型閥閥塊，有機(jī)玻璃材料具有較好的透明性，可以觀察錐型節(jié)流閥所產(chǎn)生的氣穴現(xiàn)象，將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，數(shù)值模擬得到的氣體體積分布與實(shí)驗(yàn)觀察到的氣穴發(fā)生區(qū)域及氣穴強(qiáng)度比較吻合，數(shù)值模擬所得到的噪聲水平變化與實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)比較一致，