液壓支架中電磁先導閥的建模與仿真.pdf

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

2、ENT對兩種模型的流場進行了穩(wěn)態(tài)的數(shù)值模擬。
　　 在對先導閥流場進行二維數(shù)值模擬時，建立了閥開口度是0.1mm和0.2mm兩個模型。在開口度相同時，設(shè)置了不同的邊界條件和計算條件，分析流場流動狀態(tài)的變化規(guī)律及影響因素；在開口度不同，其他條件相同的情況下，分析了開口度對閥內(nèi)的流動狀態(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；通過改變先導閥的頂桿直徑，以改變流道，對先導閥流道進行了優(yōu)化設(shè)計，建立二維模

3、型并對其進行了模擬計算，與原閥比較，閥芯受力和湍流動能有所降低，降低了閥內(nèi)的能量的損失。
　　 在對先導閥流場進行三維數(shù)值模擬時，也建立了閥開口度是0.1mm和0.2mm兩個模型，針對開口度相同，邊界條件不同，或者邊界條件相同，開口度不同，分別進行了數(shù)值模擬。通過對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；建立了改進后的先導閥的流道模型，進行了流場的數(shù)值模擬，

4、與原閥的壓力云圖和湍流動能云圖相比較，發(fā)現(xiàn)先導閥的頂桿直徑由2.5mm改為3.0mm時，閥內(nèi)的壓力和湍流動能都有所降低，為閥的設(shè)計提供了參考。
　　 最后對先導閥二維和三維流場模型的模擬結(jié)果進行了比較，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，三維的流場的數(shù)值模擬在定量上更有指導意義，二維和三維流場的數(shù)值模擬的結(jié)果都表明了閥的流道改進后，降低了閥內(nèi)的湍流動能，減少了閥內(nèi)能量的損失，為閥以后的流道的設(shè)計提供了指