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的液壓閥形式，作為液壓傳動與控制技術(shù)中的重要基礎(chǔ)元件，具有密封性好、過流及抗污染能力強等優(yōu)點，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流體的流動卻是非常復(fù)雜的，其結(jié)構(gòu)特點決定了工作過程中不可避免的會產(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題對于提高液壓錐閥的性能具有很重要的現(xiàn)實意義。
　　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，從計算流體力學(xué)的角度運用流場數(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，來尋求減少、抑制氣穴產(chǎn)生和降低噪聲的方法。同時對管式液壓錐形節(jié)流閥進行了氣穴可視化實驗和噪聲測試。
　　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，并重點介紹了氣穴機理和流體噪聲理論，為進一步研究作理論基礎(chǔ)。
　

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

4、出口壓力、不同閥開口度和不同閥芯節(jié)流槽結(jié)構(gòu)下的流場分布情況，分析了這些因素對管式錐型節(jié)流閥閥口氣穴強度和噪聲水平的影響。
　　最后，對管式錐型節(jié)流閥的外流工況進行了實驗研究，采用有機玻璃材料制造模型閥閥塊，有機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)果與實驗結(jié)果進行比較，數(shù)值模擬得到的氣體體積分布與實驗觀察到的氣穴發(fā)生區(qū)域及氣穴強度比較吻合，數(shù)值模擬所得到的噪聲水平變化與實驗所測得的數(shù)據(jù)比較一致，