高水基液壓錐閥氣蝕現(xiàn)象的分析與研究.pdf

1、本文以高水基液壓元件中常用的錐閥為具體研究對(duì)象，采用流體力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、氣泡動(dòng)力學(xué)等理論，結(jié)合計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件 CFD，對(duì)液壓錐閥在不同半錐角、不同閥口開度下的氣穴流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析氣蝕產(chǎn)生的主要影響因素，并推測(cè)氣蝕產(chǎn)生最嚴(yán)重的部位。通過分析研究，得出氣蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是由于閥腔內(nèi)部流場(chǎng)出現(xiàn)負(fù)壓，且錐閥的閥芯在錐面與柱面的連接處由于內(nèi)流道急劇變化，受到嚴(yán)重的氣蝕損害，與實(shí)際應(yīng)用中水壓錐閥受到嚴(yán)重?fù)p害的部位相吻合，驗(yàn)證了氣穴模型仿

2、真的合理性。據(jù)此對(duì)閥芯所受氣蝕破壞嚴(yán)重的部位提出抗氣蝕結(jié)構(gòu)：閥芯錐面與柱面的連接之間采用圓弧過渡以及二級(jí)節(jié)流結(jié)構(gòu)。同時(shí)從理論上分析二級(jí)節(jié)流的剛度特性以及抗氣蝕特性，并對(duì)兩種抗氣蝕結(jié)構(gòu)的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并與原結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較后可知，壓力分布、速度分布、閥口的進(jìn)出口壓差以及氣體體積含量均有所改善，能夠有效地減小氣蝕影響。尤其是二級(jí)節(jié)流結(jié)構(gòu)，能夠明顯地抑制水壓錐閥的氣蝕破壞。本文的研究對(duì)高水基液壓錐閥減小或抑制氣蝕現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)提供基本的設(shè)計(jì)理

3、論，具有一定的參考意義。
　　本文主要內(nèi)容如下：
　　第一章，論述了水液壓傳動(dòng)技術(shù)的內(nèi)涵與特點(diǎn)，及其研究現(xiàn)狀和所面臨的關(guān)鍵問題；詳細(xì)介紹了氣蝕現(xiàn)象在水壓元件領(lǐng)域內(nèi)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展概況；最后概括了本課題的主要研究?jī)?nèi)容。
　　第二章，從氣泡動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)等基本理論出發(fā)，分析氣穴現(xiàn)象形成的本質(zhì)，氣泡的產(chǎn)生、發(fā)展與潰滅的整個(gè)過程；建立氣穴模型，為錐閥氣蝕流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算做準(zhǔn)備。
　　第三章，建立高水基液壓錐閥

4、閥芯半錐角分別在30°、45°、60°三種情況下，開度從0.3mm增加到0.8mm時(shí)的三維流道模型，采用軟件Fluent對(duì)其進(jìn)行氣穴模型的流場(chǎng)仿真，將流道內(nèi)的壓力分布、速度分布、氣體體積含量等用圖像顯示出來，輸出相關(guān)計(jì)算結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較，分析內(nèi)流場(chǎng)特性對(duì)氣蝕的影響。然后，根據(jù)分析結(jié)果找出氣蝕破壞最嚴(yán)重的部位。
　　第四章，針對(duì)錐閥產(chǎn)生氣蝕嚴(yán)重的部位，提出兩種抗氣蝕結(jié)構(gòu)。對(duì)比分析原結(jié)構(gòu)與抗氣蝕結(jié)構(gòu)的流場(chǎng)分布，得出三種結(jié)構(gòu)下的氣