新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究(21)

新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究

新型电液比例阀的设计及其控制方法的研究

的流量特性。通过对计算域的分析，流体在阀腔内的流动实际上是非常复杂的三维流动, 数值解析也应当是三维的，但考虑到我们关注的重点是流域内阀芯和阀座相配合所形成的节流区域而且这个区域是一个轴对称的三维实体，在对其简化时可以看成二维模型。对不同形状的阀芯阀座进行数值仿真，大致掌握几何形状对流体的影响。在这里有一点注意，为了充分观察流体的流动特点，将几何边界做了扩大，使流域充分扩展。在弄清了阀内流场的大致规律后，可以再按照实际情况严格建模，建立三维流动模型进一步分析流动状况。最后优化出一种阀芯阀座形式。

论文中分别对二维和三维模型使用ANSYS/FLOTRAN和CFX求解。ANSYS/FLOTRAN 分析功能是一个用于分析二维及三维流体流动场的先进的工

具，它可以分析层流或紊流，传热或绝热，可压缩或不可压缩牛顿流或非牛顿流，

多组份传输等问题。特别是对二维问题的分析，节约了大量计算机资源。

2.6.1 计算分析中的假定

1.工作介质在任何工况下密度不变，860kgm3；粘度为常数=0.00189Pas。液流在阀内流动中密度几乎不发生变化，流体为不可压粘性流体，适用于雷诺方程。另外，一般流体在流动中会将机械能转化为少量的内能，流体温度发生变化，但是液压阀内流体流速较快，阀也非传热元件，所以可以不考虑温度的变化。因此，本文只求解连续方程和动量方程而抛开了流场中温度场的研究。

2.假定锥阀阀芯与阀座配合精确、没有径向间隙，无泄漏。

3.不考虑重力对阀内流体的影响。

4.阀内稳态分析时，阀内所有构件为刚体，壁面为无滑移边界。

5 .假定为单相流，即压力结果出现负值后，原连续性方程仍然适用。

另外，我们在考虑阀内流场情况时主要关注阀芯和阀座组成的节流口前后的状况，所以可以使流场在截流口后做较大的延伸，使液流充分发展，有助于观察流动特点。在分析简化模型时，可以将模型考虑成轴对称，所以只计算二维模型。在考虑精确模型时，就要按照设计严格建模，尽可能的还原真实状态，所以运用三维模型。

2.6.2 几何模型

论文中的几何模型都是在UG中建立，按照统一尺寸（公称通径16mm，阀腔直径32mm）和相同的阀开度（3mm）分别建立多组锥阀的几何模型。这里只列出一种传统形式如图2.3所示，其余见（图2.8—2.19）。