液压阀论文：液压阀 节流温升 热形变 数值模拟
《液压滑阀内部流场可视化仿真研究及试验测试》范文
《液压滑阀内部流场可视化仿真研究及试验测试》篇一一、引言随着工业技术的不断发展，液压传动技术作为重要的动力传递方式，在机械、航空、航天、船舶等领域得到了广泛应用。
液压滑阀作为液压系统中的核心元件，其性能的优劣直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。
因此，对液压滑阀内部流场的研究成为了重要的研究方向。
本文将针对液压滑阀内部流场进行可视化仿真研究及试验测试，旨在提高液压滑阀的性能和使用寿命。
二、液压滑阀内部流场可视化仿真研究1. 仿真模型建立首先，根据液压滑阀的实际结构和工作原理，建立精确的仿真模型。
模型应包括滑阀的结构、流道、进出口等关键部分的几何形状和尺寸。
同时，还需考虑流体的物理性质，如密度、粘度等。
2. 仿真流程及方法在仿真过程中，采用流体动力学分析软件，通过设置合理的边界条件和初始条件，对液压滑阀内部流场进行数值模拟。
采用湍流模型描述流体在流道中的运动状态，通过求解Navier-Stokes 方程，得到流场的压力分布、速度分布等关键参数。
3. 仿真结果分析通过对仿真结果的分析，可以得到液压滑阀内部流场的压力场、速度场等关键信息。
这些信息有助于了解流体在滑阀内部的流动规律，为优化滑阀结构和提高性能提供依据。
三、试验测试1. 试验装置及方法为了验证仿真结果的准确性，需要进行试验测试。
试验装置应包括液压滑阀、压力传感器、流量计等关键部件。
通过改变滑阀的开启程度和流体压力等参数，观察并记录流体的流动状态和性能参数。
2. 试验结果及分析通过对试验数据的分析，可以得到流体在液压滑阀内部的实际流动规律和性能参数。
将试验结果与仿真结果进行对比，可以验证仿真模型的准确性，同时为进一步优化滑阀结构和提高性能提供依据。
四、优化建议及改进措施1. 优化建议根据仿真和试验结果，提出针对液压滑阀结构和性能的优化建议。
例如，可以通过改变滑阀的几何形状、流道设计等措施，降低流体在滑阀内部的流动阻力，提高流体的传递效率。
2. 改进措施针对液压滑阀在使用过程中出现的问题，如泄漏、卡滞等，提出相应的改进措施。
基于Fluent液压阀流场的动态仿真及可视化研究
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基于COMSOL液压节流阀内部流场数值模拟研究
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阀门流道流场的数值模拟及阻力特性研究
学术论坛459 阀门流道流场的数值模拟及阻力特性研究蔡幼青，牧剑春，蔡 明（浙江锋源仪表有限公司，浙江 富阳 311400）摘要：在本研究中使用孔隙率进行流场空间定义，同时采用k-ε二维紊流模式以及有限体积法针对阀门阀道流场开展模拟分析，通过优化阀门阀道体型，以找到合适的阻力系数以及过水断面合理的阀道体型，以期希望能给相关工作人员提供帮助。
关键词：阀门流道；流场；数值模拟；阻力特性在管道工程施工过程中，阀门是重要元部件，目前被广泛用于日常生活和工农业生产中，由于阀门流道结构相对复杂，当流体通过阀道时会存在死水区，水锤，空化等现象，这些就会从一定程度上影响管道的运行，并且使管道局部水头损失的重要原因。
当前国内针对泵的流动特性以及风机特性进行研究并获得一定成果，而对于各类型的阀门，比如旋塞式阀门流道流动特性相关研究较少，在设计中仍采用传统设计方法，只注重结构形态而没有分析流阻损失，进一步导致较大能耗。
在实际管道工程施工中，由于阀门阀道局部水头损失比例较大，因此本研究主要针对WCB 型阀门流道的流场进行特性分析。
1 控制方法及解法整体上来看，阀门阀道的水流流动特性是三维型的，由于流态复杂并且内部轮廓线也相对复杂，为简化计算，需要对阀道对称面二维下的阀道流场进行分析，在处于恒定流条件下，可使用二维直角坐标进行方程求解。
如下公式所示。
φφφφρφρRS YR Y X R X RU Y RU X+∂∂Γ∂∂+∂∂Γ∂∂=∂∂+=∂∂)()())()( 在上述公式中，通用变量用φ表示，广义运输技术用Γ表示，源项用S φ表示，孔隙率用R 表示。
在处于流体空间中R 值为1，而在处于固体空间中R 为0。
采用k-ε模式表示紊流模型，针对流体的控制方程：连续性方程，动量方程分别如下所示。
0=∂∂+∂∂YVX U X P Y U vt v Y X U vt v X UV Y UU X ∂∂-∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂ρ])[(])[()()(YP Y Y vt v Y X V vt v X VV Y UV X ∂∂-∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂ρ])[(])[()()( 由于阀门内轮廓线相对复杂，因此可使用CAD 软件绘制时实体阀门，可使用孔隙率来定义流体空间，并将实体嵌入到定义区域中，在固体中孔隙率为零，在含有流体阀道中，孔隙率是1，可使用孔隙率进行的对空间的定义，该方法相对简单，可用于垂直、水平直线边壁。
基于Fluent液压阀流场的动态仿真及可视化研究
%
( & 0 .* !- ) ) & 0 .*
/ * * *
式中， -/ ’ . 是与结点 . 相连的节点数 . 是结点 . 的位移， 目， 0 .* 结点 . 与相连的节点 * 之间的弹性常数， 定义为 0 .* % 6 ) ! 1 -. ( -* 1 当边界结点位移己知时， 就可以用 <’-)5# 扫描算 法求解上述方程。得到收敛解后， 内部结点的位置被 更新。 当边界结点的位移相对局部网格的尺寸很大时， 网格的质量将变得很差。为避免这一问题， 3&%,*( 软
,
其中 ’ 和 ’ X 6 代表了一个时间序列， ’ 代表了当 ’ X 6 下一步的时间， 第 ’ X 6 个时间体积为 前步时间， " ’ #6 % " ’ # G" !! G!
G" ) G! 是控制体积的时间导数， 为了满足网格守恒定 律， 控制体积的体积时间导数为 G" % G!
*H ’+
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*"
/ #6 ’. ’.
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"#$%&’ 求解器选择
在 3&%,*( 软件中输入 4’$5#( 的网格模型后， 根据
实际情况对求解器作如下参数设定： G,H#*,+ $)G,&I + I)&J,K。设 定 采 用 非 耦 合 方 式。 LA 轴对称， 非稳态； G,H#*,+$)G,&I+J#I-)%I。选择粘度模型为紊流； G,H#*,+$)G,&I+,*,K/0。加入能量计算方程； G,H#*,+$’(,K#M&I。定义物质属性。选取油作为流 动力粘度为 OS 6T D’・I。 动介质， 其密度为 N1O P/ Q $R ， G,H#*,+5)%*G’K0 -)*G#(#)*I。定义边界条件： 入口 出口压力为 OS 6O62 ?D’。 压力为 OS 11L ?D’， G,H#*, + %I,K U G,H#*,G + H%*-(#)*I + -)$V#&,G。设 定通过 W9 X X 编程的阀芯运动方程 G,H#*, + G0*’$#- $,I. + V’K’$,(,KI。设置最大单 元体积为： OS 6L $$R ， 最小单元体积为： OS OOO 66 $$R 。
液压冲击器配流阀内部流场的数值模拟与分析
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摘
要： 利用 Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ和 Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ软件分别建立 了冲击器管道和换向阀的几何模 型； 然后利用前处理软件 Ｇ Ａ Ｍ Ｂ Ｉ Ｔ进行
网格 的 划 分 。 应 用Ｃ Ｆ Ｄ分 析软 件 Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ ， 运 用 有 限元 方法 分 别对 滑 阀式换 向阀 的二 维和 三 维模 型 的流 场进 行 了数 值模 拟 并 将计 算 结果 以图像 的 形 式给 出， 在 此 基础 上 定 性分 析 了流体 速 度 、 流线、 漩 涡与 能 量损 失 的 关 系 ， 为指 导 改进 换 向
Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｇ ｕ ｏ — ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ Ｕ Ｘｉ ａ ｏ － ｊ ｉ ａ ｎ ， Ｌ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｃ ｕ ｉ — ｐ ｉ ｎ ｇ
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Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ’ ｓ ｐ ｉ ｐ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｕ ｔ ｔ ｌ ｅ ｕ ａ ｌ ｖ ｅ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｔｗ ｆ ａ ｒ ｅ ｆ ｏ Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ 伽ｄ Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ； ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｇ Ａ ＭＢ Ｉ Ｔ ｔ ｏ ｈ ａ ｖ ｅ ａ ｇ ｒ ｉ ｄ ． Ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｗ ａ ｓ ｂ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｃ Ｆ Ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｗｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｔ ｗ ｏ — ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ － ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｓ ｌ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｇ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｕ １ ｃ ｌ ｓ
基于CFX液压阀的流场分析
张
翼
任润国 ：基于 Ｃ Ｆ Ｘ液压 阀的流阀 的 流 场 分 析
Ｆｌ ｏ ｗ Ｆｉ ｅ ｌ ｄ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｈｙ ｄ ｒ ａ ｕｌ ｉ ｃ Ｖａ ｌ ｖ ｅ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＣＦＸ
樊卓 闻
计算 流体 动力 学方 法对 液压 阀中的液 压油 进行 数值
模拟 和 研 究 ，分 析 流 道 内流 场 的结 构 （ 如 速 度 分 布 、压力 分 布等 ） ，为液 压 阀 的结 构 优 化设 计 提 供
了理 论基 础 。
流 动所 产生 的漩 涡 、边界 层 分离 等不 良现 象 ，从 而
ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ．Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＣＦＸ．Ｒｅ ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ —
ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：Ｈｙ ｄｒ ａ ｕｌ ｉ ｃ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ；Ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；ＣＦ Ｘ
１ 引 言
在 设计 液压 阀时 ，通 过计 算 机模 拟实 验 ，能够
在 图纸 设计 阶段 ，预测 出液 压 阀的性 能 以及液 压油
仿 真 结果表 明球 阀在 处 于全 开状 态时 阀体 内部 流 动 比较 稳 定 ；而其 余三 种状 态 下均会 出现 涡流 和
负压 ，主要 集 中在 导流 片拐 角 处 ，阀 口边缘 处的 压 力分布 变化 也 比较 大 ；在 球 阀 处 于全 闭和 ０ ． ５ 开度 的状 态 时 ，阀体 内腔会 出现 气穴 。这 些均 为液压 阀的进一 步优 化设 计提供 了理论 基础 。
液压滑阀内部温度特性的研究
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液压阀论文：液压阀的节流温升与热形变的研究
【中文摘要】液压系统中,液压阀控制着系统中液流的压力、流量和方向,因此液压阀的性能对整个系统的性能起着至关重要的作用。
液压滑阀和锥阀是常用的两种阀结构,由于滑阀阀芯、阀套(或阀体)间配合间隙较小,其在使用过程中常出现卡滞、卡死、磨损、泄漏等问题。
本文采用了理论分析和数值仿真相结合的研究方法,针对液压阀内因节流而产生的油液和阀内温度变化所导致的阀特性的改变
进行了深入的研究,计算结果表明:节流作用使得与固体接触的油液
和固体部分温度较高,阀口形式对温升影响较大;阀芯、阀体内温度分布不均匀、不对称;阀芯、阀体受节流温升影响局部变形较大。
主要内容如下:第1章,阐述了本课题研究的背景和意义;概述了国内外关于液压阀内温度场、阀结构受热形变的研究现状和存在的问题;概括了本文的主要研究内容。
第2章,分析了流体温升理论,对液压系统中温升的主要来源进行了讨论;讨论了材料和零件随温度变化的变化情况。
第3章,利用CFD软件FLUENT对滑阀、锥阀、阻尼孔内流场和温度场进行了分析,得到了阀内部压力、速度和温度随阀口形式、开口量和进出口压差变化的分布情况。
计算结果表明,阀内液流的温度分布不均匀,阀口流束与固体壁面接近的...
【英文摘要】Hydraulic valve is the key component in fluid transmission and control technology, which controls the fluid pressure, flow rate and flow direction, thus its properties
have a decisive influence on the whole hydraulic system. Hydraulic spool valve and poppet valve are two kinds of the basic configurations. Due to the matching clearance of the spool and cover is small, there are problems such as clamping, abrasion and leakage during the process of using. In this thesis, theoretical analysis, numerical simulat...
【关键词】液压阀节流温升热形变数值模拟
【英文关键词】Valve Temperature rise by throttling Thermal deformation Numerical analysis
【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848
【目录】液压阀的节流温升与热形变的研究摘要
7-8ABSTRACT8-9第1章绪论10-16 1.1 课题研究背景和意义10-13 1.1.1 液压技术在工程机械中的应用
10 1.1.2 液压滑阀广泛应用于液压系统10-12 1.1.3
锥阀是一种常用的阀口形式12 1.1.4 阻尼孔是构成液压阻尼
和液桥的主要形式之一12-13 1.2 国内外关于温度对液压阀
影响的研究现状13-15 1.3 论文主要内容15-16第2
章油流温升与固体热膨胀理论分析16-24 2.1 油流温升理论16-21 2.1.1 流体的粘性与温升16-17 2.1.2 流体热
物理分析中的控制方程17-19 2.1.3 流体的能量损失
19-21 2.2 零件热变形21-22 2.2.1 材料热物性
21 2.2.2 零件热变形的影响因素21-22 2.3 本章小结
22-24第3章液压阀内部流场的数值解析24-54 3.1 仿真模型确定24-29 3.1.1 非全周开口滑阀
24-28 3.1.2 全周开口液压阀28-29 3.1.3 阻尼孔
29 3.2 非全周开口滑阀内部流场的数值解析
29-46 3.2.1 流场仿真概述30 3.2.2 液压滑阀V形节流槽流场的数值解析30-37 3.2.3 液压滑阀U形节流槽流场的数值解析37-42 3.2.4 液压滑阀K形节流槽流场的数值解析42-45 3.2.5 液压滑阀孔形节流槽流场的数值解析
45-46 3.3 全周开口液压阀内部流场的数值解析
46-51 3.3.1 全周开口液压滑阀流场的数值解析
47-48 3.3.2 锥阀内部流场的数值解析48-51 3.4 阻尼孔内部流场的数值解析51-53 3.5 本章小结53-54
第4章液压阀内部温度分布和热变形54-68 4.1 有限元分析概述54-55 4.2 阀芯、阀体内的温度场解析
55-62 4.2.1 液压滑阀V形节流槽阀芯、阀体温度分布
55-56 4.2.2 液压滑阀U形节流槽阀芯、阀体温度分布
56-58 4.2.3 液压滑阀K形节流槽阀芯、阀体温度分布
58-60 4.2.4 全周开口阀阀芯、阀体温度分布
60-61 4.2.5 阻尼孔处温度分布61-62 4.3 阀芯、阀体受热形变62-67 4.3.1 液压滑阀V形节流槽阀芯、阀体受热形变62-63 4.3.2 液压滑阀U形节流槽阀芯、阀体受热形变
63-64 4.3.3 液压滑阀K形节流槽阀芯、阀体受热形变
64-65 4.3.4 全周开口滑阀阀芯、阀体受热形变
65-66 4.3.5 锥阀受热形变66 4.3.6 阻尼孔处受热形变66-67 4.4 本章小结67-68总结与展望
68-70 1 总结68-69 2 展望69-70参考文献
70-74致谢74-75附录A 攻读硕士学位期间发表及录用学术论文75附录B 科研实践75。