基于Fluent的混凝土泵车联通阀组流道仿真分析与试验研究

为减小液压阀组压力损失,降低系统功率损耗,减轻阀组重量和节省空间,以某型混凝土泵车无杆腔联通阀组为研究对象,运用Fluent软件对联通阀组内部流道进行流场仿真分析。根据得到的流场压力云图、速度矢量图及湍能分布云图,采用铸造阀组对内部流道进行结构优化,并进行压损试验对比。研究结果表明:优化后的铸造阀组质量和体积均减小,且流道具有良好的通流能力,能有效减小压损,降低能耗。该研究对阀组设计和流道优化提供了一定的参考。     

7500 t大型压铸机压射阀块流道流阻数值计算与分析

7500 t大型压铸机由于工作流量大，在工作时会在阀块内产生较大的压力损失，为了给大型压铸机液压系统设计提供参考，利用计算流体动力学方法，计算得到了两种内部流道不同的压射阀块在不同流量时的流动阻力损失。计算结果表明：阀块流动阻力损失会随着流量的增大呈现出指数增大的变化情况；采用相同尺寸的流道流动阻力损失比采用不同尺寸的流道流动阻力损失小。     

小型电磁插装阀流量-压差特性研究

该小型电磁插装阀可作为换向阀的先导阀使用,其流量-压差特性直接影响主阀的换向性能。论文完成了插装阀的流道设计,对插装阀的流道压差进行了计算。因为小型电磁插装阀流道结构较复杂,流体多次拐弯,其流道沿程及局部压力损失计算是否可行,需通过仿真和试验进行验证,该文建立了插装阀流道的三维模型,在流体仿真软件Fluent中对其流量-压差特性进行了仿真分析,搭建了电磁插装阀流量-压差特性试验台,通过试验验证了计算和仿真分析在该类小型阀中只适用于流体流速较小的情况,对该类小型阀的设计有参考价值。     

内流道形状对溢流阀气穴噪声影响的研究

从流场控制的角度,研究了溢流阀内流道结构对气穴及气穴噪声的影响。采用流场数值仿真和流动显示试验,获得了溢流阀主阀流道内的压力和气穴分布图像,仿真结果中的低压区与试验结果中气穴区基本吻合。此外,对两种溢流阀主阀流道结构进行了噪声测试和对比分析。结果表明,具有环形槽的主阀芯结构能有效抑制气穴和气穴噪声。这项研究对于以降低噪声为目标的溢流阀流道结构优化设计具有一定的指导意义。     

某双阀芯电液比例多路阀主阀进口节流流场及阀口压降特性研究

以某系列双阀芯电液比例多路阀为研究对象,采用CFD流场仿真技术和PIV可视化测速技术对不同阀口开度和流量下的主阀沿进口流道、节流口、阀腔的流场进行了流体仿真和试验可视化研究。应用Fluent软件仿真研究了主阀进口节流流场分布并得出阀口压降特性;采用PIV试验研究的手段对流场分析结果加以验证,应用2D-PIV技术获得主阀腔内部一个截面上的流场分布,并通过相似理论计算得出阀口压降特性。CFD流场仿真和PIV试验结果表明：该双阀芯电液比例多路阀主阀出油环形腔内会形成较大旋涡,且阀口开度和流量对主阀进口节流内部流场结构和阀口压降特性有重要的影响。研究结果对定性分析双阀芯电液比例多路阀主阀内能量损失和噪声、主阀的结构和流道的设计以及优化具有重要实际意义,为CFD技术和PIV技术在双阀芯多路阀领域的应用研究提供了参考。     

阀口开度对二通插装阀压力流量特性的影响

对二通插装阀进出口压力流量特性曲线的理论计算值和实际值进行了研究,结果表明两者之间的误差随开口度的增大而变大;在三维绘图软件所建立阀体内部流道实体模型的基础上,利用Fluent对二通插装阀内部流道进行流场分析,结果显示节流口处压力损失对阀进出口压力流量特性具有重要影响。结合阀口两端压力—流量理论计算公式推导原理和fluent仿真结果,对阀内部结构进行改进,有效降低了进出口两端实际压力流量特性曲线和理论公式计算压力流量特性曲线之间的误差。     

基于增材制造的液压阀块流道过渡区优化研究

器件小型化和集成化发展趋势,对液压阀块设计提出了更高的要求。传统工艺加工阀块体内部流道,不但工艺复杂难加工,而且成形的流道流动特性有待提高。新型制造工艺增材制造一体化成形的特点使其在流道加工方面表现出很大的优越性。基于增材制造,对某一液压集成阀块的流道过渡区进行优化设计,利用Fluent仿真,对直线过渡、圆弧过渡、B样条曲线3种过渡方式连接的流道流动特性进行分析,B样条曲线过渡流道较直线过渡流道压力损失可降低55%以上,不同圆角半径的圆弧过渡流道较直线过渡流道压力损失可降低28%～56%,为基于增材制造的流道设计提供了必要的支持。     

基于增材制造的Y形流道压力损失建模研究

增材制造技术因其能够成形复杂结构而适用于高集成轻量化的液压系统,但增材制造成形流道的壁面粗糙度与传统钻削及铸造加工的流道不同,尤其是复杂管路系统中的流道分支结构,经典压力损失计算模型无法直接使用,迫切需要研究增材制造成形流道的压力损失数学模型。因此,以典型的流道分支结构——Y形流道为研究对象,应用伯努利方程、动量定理及达西公式建立其压力损失数学模型,并得到增材制造的成形角度对流道壁面粗糙度的影响。利用仿真分析分流比、分支角度及流道直径对压力损失的影响规律,初步验证Y形流道压力损失数学模型的准确性。搭建Y形流道压力损失测试试验台,利用增材制造加工Y形流道测试件,测定不同分流比、分支角度及流道直径下的流道压力损失。结果表明,不同参数下Y形流道压力损失数学模型计算结果与仿真分析结果平均误差均在9%之内,而不同参数下Y形流道压力损失数学模型计算结果与试验测试结果平均误差均在8%之内。研究成果可为增材制造成形低损耗管路的设计奠定基础。     

多通块内部流道结构的流体压力损失研究

针对多通块一进多出的工况,在不同内部流道结构下,多通块压力损失有所不同,利用FLUENT软件对多通块不同流道结构的流场进行数值仿真。结果表明当孔道加工深度较小时,流道出现节流损失,压力损失由节流损失和流道涡流损失组成;孔道加工深度越深,流体滞止区越大,压力损失在平均值附近稳定波动状态,偏差很小。考虑工艺要求,可以适当增加加工深度,为多通块优化设计提供了理论依据。     

基于热流固耦合的孔道压力损失分析

液压阀块孔道结构复杂,在湍流条件下流动的液压油因粘性和粘性加热效应会对液压系统压力损失和温度产生影响。针对这种情况建立了几种典型孔道的液压油-阀块流固耦合模型,用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent对建立的耦合模型进行稳态传热仿真(Steady heat transfer),计算和分析不同进出油方向和孔道冗腔对压力损失和温度的影响。测试改进前后的阀块,结果表明:根据仿真结果进行结构优化后阀组的压力损失有很大改善。     

全塑料浮止阀阀口3D数值仿真研究

运用CFD软件FLUENT对全塑料浮止阀阀口进行3D数值仿真研究，掌握了浮止阀工作过程中阀腔内液体的压力场和速度场的分布情况，由仿真结果计算了作用在阀芯上的平衡力及液动力，分析比较了两种不同流道结构的浮止阀。研究结果可为合理设计浮止阀结构及研究同类元件提供借鉴。     

基于Fluent的电磁卸荷阀主阀流场数值仿真分析

利用流体仿真软件Fluent建立了乳化液泵站电磁卸荷阀主阀的二维网格仿真模型,并利用建立的模型对主阀内的流体运动流场进行了仿真,得出在开口度不同以及压差不同时,主阀腔内流体的速度分布云图以及压力分布云图。通过分析得出：在一定条件下,主阀开口度越大,阀口拐角处的压力损失越少,流体流经阀口的流速越慢;流体的最大流速均出现在阀口处,主阀入口压力越大,流体流经阀口的流速越快。增加节流口,可减少工作介质对阀口产生的瞬间冲击、阀芯的振动、气蚀损害,可提高电磁阀的使用寿命。     

离心泵快速开阀过程瞬态特性分析

为探究离心泵快速开阀过程瞬态流动特性,进行了非定常流场仿真.分析了瞬态压力、叶轮内涡流以及叶片表面压力脉动等变化规律,对优化离心泵性能及进一步研究泵阀启动流动分析提供参考.结果表明开阀过程泵出口压力先下降后上升;相同流量下,瞬态过程叶轮内部静压值低于稳态值,叶轮流道内漩涡数量和面积大于稳态值;叶片表面各监测点压力脉动表...     

液压流道局部拓扑优化与增材制造

液压阀块是液压系统的重要组成部分,降低液压阀块的压力损失对实现液压系统节能化、提高功重比意义重大。选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术是一种增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术,基本突破了减材、等材等传统加工方式的设计约束,结合拓扑优化方法,可大大提高液压阀块及其流道的设计自由度。以降低流道局部压力损失为研究目标,对流道局部压力损失较大的拐弯处进行拓扑优化设计,并采用SLM技术成形,优化设计后流道的压力损失明显降低。进一步探究弯管压力损失的主要影响因素——迪恩涡,定量分析了拓扑优化流道降低压力损失的原理,结果表明,拓扑优化得到的变截面流域通过改变流域的弯曲程度,使迪恩涡对压力损失的影响降到最小,从而有效降低流域内的压力损失。对增材制造液压元件及其流道的设计具有重要指导意义。     

插装型液压锥阀内部流场的数值模拟及可视化分析

针对液压技术中广泛应用的插装型锥阀，依照实际所用阀的结构和参数，分别对简化为轴对称的二维流场模型和不经过任何简化和近似处理的三维面对称流场模型两种情况，应用CFD分析软件nuent，进行了仿真计算和可视化研究，给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场和流线图。对比分析表明，采用基于三维流场的可视化分析，可更清楚全面地反映锥阀内部的复杂流动情况，为从机理上分析锥阀内部流畅和能量损失及流道结构的优化设计提供了更充分的理论依据。     

基于CFD的液压多路阀阀后压力补偿回路流道流场仿真研究

该论文针对工厂生产的具体问题,通过使用理论分析及CFD数值模拟分析相结合的研究方法,对轮式液压挖掘机负载敏感多路阀的阀后压力补偿回路流道流场进行仿真研究。通过仿真得到的压力场及压力等值线图进行对比分析,进而找出其压力补偿阀芯结构对多路阀压力补偿回路流道流场的影响。     

自润滑推力滑动轴承润滑油流量计算方法研究

为探究自润滑推力滑动轴承在润滑时各流道的润滑油流量,以SM系列自润滑轴承作为研究对象,先将各流道分为多个阻力损失求解区域,然后由各区域间的串、并联关系得出流场总的阻力损失,根据润滑油流动所产生的阻力损失等于推力头处离心泵泵油产生的压力,从而求解出滑动轴承内各润滑油流道的流量和压力。应用流场仿真软件对轴承润滑油循环流动进行模拟仿真,得到各流道的流量与压力,并搭建试验台,测试轴承内各流道的流量和压力。将三种方法所得流量随转速变化的数据进行对比,以验证理论计算的正确性。     

基于流场仿真的多路阀流道结构优化

采用流体仿真软件对多路换向阀的桥路进行流场仿真,并通过速度场和压力场的对比,指出了多路阀桥路流道结构的优化方向和优化结果.仿真结果表明,在桥路结构转折处采用圆弧过渡,能够大大减少压力损失、平缓流场,为液压元件流道结构设计提供了一种工程设计的新途径,具有广阔的应用前景.     

液压多路阀CFD仿真分析与试验研究

针对三一汽车起重机械公司某型号多路阀阀腔内的复杂流动情况,通过对其进行CFD模拟仿真,分析内部的流动特性,并探究不同工况下的阀芯受力情况。考虑开口度大小、阀芯旋转角度、附面层厚度等因素,借助CFD软件STAR CCM+进行了大量的仿真计算。仿真结果表明,油液在节流口的节流特性是造成进出口压力损失、速度变化的主要原因;阀芯受到的液动力大小与流量、开口度大小相关(流量、开口度等都是影响液动力大小的重要因素)。在专门的起重机主阀性能试验台对多路阀进行试验,试验与仿真的结果较为接近,在误差允许范围之内。     

非全周开口的液压滑阀内部流场的CFD解析

对非全周开口滑阀内部流道进行了三维建模,并用CFD软件fluent对模型进行计算分析。研究发现滑阀阀腔内的流场在节流口前后变化较大,在阀腔和阀座的拐角处存在涡流,而增大阀腔内的压力可以减小涡流的形成。阀芯受到的稳态液动力随着流量的增大而增大,随着阀口开度的增大而减小。滑阀进出口的压力损失主要是由于油液在节流口处的节流特性引起的,而阀腔内部的涡流和油液的黏性摩擦引起的压力损失只占很小一部分。