伺服阀前置级流场气穴现象的仿真及试验研究

作     者：韩笑 Nay Zar Aung 曹俊章 李松晶 HAN Xiao;Nay Zar Aung;CAO Jun-zhang;LI Song-jing

作者机构：哈尔滨工业大学 体控制及自动化系黑龙江哈尔滨150001 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2014年第31卷第10期

页      面：1239-1243,1253页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 080203[工学-机械设计及理论] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50875055) 

主　　题：伺服阀 气穴 流场 喷嘴 挡板 

摘      要：针对液压阀中的气穴现象会引起液压阀的噪音、性能恶化,甚至导致液压阀失效等问题,对伺服阀前置级喷嘴和挡板之间流场中的气穴现象进行了研究。利用Pro/E软件对流场进行了三维建模,用前处理软件Gambit对三维模型进行了网格划分及边界条件设置,利用标准k-ε模型和混合气穴模型建立流场的数学模型,运用FLUENT软件对不同喷嘴入口流速下流场的分布特性及气穴特征进行了仿真分析;同时利用高速摄像机对喷嘴挡板之间的流场分布进行了观测和记录。研究结果表明,在低雷诺数流动条件下,气穴开始在喷嘴外壁和挡板前端的边缘形成;随着雷诺数的增大,在挡板弯曲的附体气穴逐渐长大并随着射流流速的增加出现云状的气穴。将不同流动条件下流场结构和气穴分布的数值计算结果与试验观测结果进行比较,两者基本吻合,说明伺服阀前置级流场气穴仿真模型和数值计算方法是可靠的。