文档介绍
| 液压支架是综采设备的重要部件,电磁先导阀是其中的重要元件,通过电液控制系统实现支架动作,它的可靠性直接影响整个综采设备的性能以及设备和人身的安全。本文通过流体动力学软件FLUENT对液压支架中电磁先导阀内的流场进行数值模拟和分析计算。以电磁先导阀实际的参数为依据,结合AutoCAD和FLUENT的前置模块Gambit软件,分别建立了先导阀的二维和三维模型,将建好的模型导入Gambit软件中,进行了网格的划分,然后在FLUENT对两种模型的流场进行了稳态的数值模拟。在对先导阀流场进行二维数值模拟时,建立了阀开口度是0.1mm和0.2mm两个模型。在开口度相同时,设置了不同的边界条件和计算条件,分析流场流动状态的变化规律及影响因素;在开口度不同,其他条件相同的情况下,分析了开口度对阀内的流动状态的影响,模拟了阀芯所受轴向力的变化,分析了阀内最易发生气穴和气蚀的地方;通过改变先导阀的顶杆直径,以改变流道,对先导阀流道进行了优化设计,建立二维模型并对其进行了模拟计算,与原阀比较,阀芯受力和湍流动能有所降低,降低了阀内的能量的损失。在对先导阀流场进行三维数值模拟时,也建立了阀开口度是0.1mm和0.2mm两个模型,针对开口度相同,边界条件不同,或者边界条件相同,开口度不同,分别进行了数值模拟。通过对三维模型的入口横截面的截取,观察其面上的矢量图,发现阀芯的入口芯腔处明显产生了漩涡,这是二维模型模拟所看不到的;建立了改进后的先导阀的流道模型,进行了流场的数值模拟,与原阀的压力云图和湍流动能云图相比较,发现先导阀的顶杆直径由2.5mm改为3.0mm时,阀内的压力和湍流动能都有所降低,为阀的设计提供了参考。最后对先导阀二维和三维流场模型的模拟结果进行了比较,在定性分析上,二维和三维得到了同样的结论,但是数值上有所差别,三维的流场的数值模拟在定量上更有指导意义,二维和三维流场的数值模拟的结果都表明了阀的流道改进后,降低了阀内的湍流动能,减少了阀内能量的损失,为阀以后的流道的设计提供了指导意义。 |
文档标签:
机械设计
