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液压锥阀阀口空化流动数值模拟

王万春  
【摘要】:锥阀因结构工艺简单、密封性能好等优点在液压元件中得到广泛应用,锥阀阀口流场具有高流速、大压差特征,极易诱发空化流动,引起元件或系统产生振动与噪声,随着液压技术向高压、高速和大功率方向发展,液压元件中空化问题的研究日趋受到重视。本文以液压锥阀为研究对象,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对锥阀阀口空化产生的机理、空化流态及空化控制方法展开了较深入的研究。论文的主要内容有:第一章,概述本课题研究的背景和意义,阐述了液压锥阀阀口空化研究的国内外研究现状。第二章,介绍了本课题所用的数学模型,进行模型验证及网格无关性检验。第三章,湍流粘度修正前后锥阀阀口空化流动特性的研究。空化发生前后,介质混合密度相差很大,考虑湍流粘度修正时,汽相体积分数周期变长,最大值减小,阀芯整个锥面的轴向液动力减小,阀芯下游轴向液动力是整个阀芯锥面轴向液动力的主要影响因素。第四章,背压对液压锥阀阀口空化流动特性的影响。背压增大导致汽相体积分数的周期和幅值均减小,阀芯轴向液动力增大、脉动减小,流场更趋于稳定。第五章,正弦速度入口下,研究入口速度脉动频率及幅值对锥阀阀口空化流动特性的影响。入口速度脉动频率增大,汽相体积分数相位滞后,阀芯轴向液动力增大;入口脉动速度幅值增大,汽相体积分数的最大值增大,阀芯轴向液动力增大。最后对文章所写内容进行总结,并对文章中存在的不足及今后的研究内容进行了展望。


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