水壓環(huán)形縫隙泄漏特性的理論和實驗研究.pdf

1、在能源緊缺、環(huán)境惡化的21世紀,人類的生存受到巨大的威脅,必須從現(xiàn)在起倡導(dǎo)節(jié)能減排,使用綠色能源與技術(shù),改善我們的環(huán)境,保護人類的未來。因此,純水液壓技術(shù)作為一種綠色清潔的流體傳動技術(shù),勢必在將來得到廣泛應(yīng)用,甚至完全替代傳統(tǒng)油壓技術(shù)。但當(dāng)前我國在水壓元件和系統(tǒng)的設(shè)計制造上,還與國外有很大差距,主要原因就是對于水介質(zhì)傳動理論基礎(chǔ)的研究比較落后,導(dǎo)致在水壓元件的設(shè)計和制造時,缺乏理論和試驗依據(jù),多憑經(jīng)驗和借鑒油壓傳動技術(shù),這就嚴重制約了我

2、國水壓技術(shù)的發(fā)展。本文主要針對水壓元件環(huán)形縫隙泄漏的理論基礎(chǔ)進行研究,采用理論與實驗緊密結(jié)合的方法,探究了水壓環(huán)形縫隙的流場特性和流動規(guī)律,為解決水壓元件環(huán)形縫隙設(shè)計時遇到的諸多問題奠定基礎(chǔ)。
　　本文首先根據(jù)水壓元件環(huán)形縫隙的常見工況,將壓力為8～14MPa、柱塞直徑為20～35mm、密封長度為10～40mm、間隙高度為0.005～0.02mm、柱塞的偏心傾斜和柱塞的往復(fù)運動(頻率25Hz)作為考慮的影響因素,設(shè)計正交試驗,以研

3、究環(huán)形縫隙在上述因素變量范圍內(nèi)的泄漏特性。然后從縫隙流動的基礎(chǔ)理論入手,推導(dǎo)了柱塞同心、偏心、傾斜及偏心傾斜都存在情況下,環(huán)形縫隙的層流泄漏量公式。同時,對水壓環(huán)形縫隙流動的流變機理、臨界雷諾數(shù)和湍流泄漏量計算方法進行了討論。
　　隨后,由于環(huán)形縫隙流場的復(fù)雜性,本文采用CFD軟件Fluent對正交試驗進行了流場仿真,根據(jù)臨界雷諾數(shù),對不同的試驗組分別使用層流模型和湍流模型計算。并對結(jié)果進行可視化分析,得到環(huán)形縫隙流場的流場特征和