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《浙江大学》 2008年
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节流阀油流温升及阀芯变形研究

李松  
【摘要】: 节流阀是电液伺服系统的重要部件。当入流口和出流口的压差较大时,通过阀口的油流速度非常大。常见的机械油粘度也较大,因此油液的粘性加热显著。这会导致阀芯膨胀,使阀被卡死而失效。针对这一现象,本文选择了工程应用中典型的节流阀,采用了CFD方法模拟了阀内的油流温升现象,分析了U形节流阀槽口结构参数、进出口压差及槽口类型对油流温升的影响。然后基于CFD模拟得到的温度场,采用FEA方法,对U形节流阀阀芯变形进行了模拟。 通过对数值模拟结果的分析,发现:U形节流阀的槽口深度越大,其最高温度随质量流量变化的速率越小;U形节流阀的最高温度随进出口压差的增大而增大,并基本成线形关系;节流阀的油液从槽口流出后形成射流,U形节流阀的射流出射角随着阀口开度的增大而减小,而V形节流阀的射流出射角保持不变;U形节流阀阀芯的局部高温分布在槽口轮廓线附近,而V形槽口节流阀的局部高温集中地出现在槽口底面上。 研究阀芯变形时,发现槽口半径小的U形槽,其阀芯最大的径向变形容易发生在槽口两侧的壁面。这种情况下,阀芯最大径向变形随着质量流量增大的速度逐渐减小。槽口深度大的U形槽,其阀芯最大的径向变形容易发生在槽口半圆壁面。 本文发现的有关节流阀油流温升及阀芯变形的规律,为改善节流阀的槽口温度分布,防止被卡死,提供了新的设计思路。本文首次采用的CFD和FEA结合的方法,也为相关领域的研究提供了参考。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TH137.52

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