基于FLUENT的陶瓷砖压机的插装阀、充液阀和集成块的流场分析

摘要

随着对陶瓷砖压机液压系统的深入研究，液压系统中影响其性能，造成能量损耗，产生噪音等因素也慢慢成为探究的重点。液压系统中的二通插装阀、液压集成块内部孔道、充液阀是本课题研究的对象，主要对它们进行流场分析与可视化模拟。
　　 基于FLUENT流体仿真软件建立二通插装阀的三维流体模型。利用FLUENT的前处理器对其进行建模划分网格，在求解器中进行求解得到仿真结果。分别从相同开口度不同压差，相同压差不同开口度来观察分析流体纵面的流场的压力、速度、速度矢量的变化，得出流场中过流面处，凹凸尖角处，工艺容腔，入口出口处的特征对流场的影响情况等。并据此提出阀芯结构的修改方案，为流场的结构优化提供了理论分析依据和结构修改的参考意见。并通过实验数据和仿真数据的对比，可以验证仿真方案是可行的。
　　 使用FLUENT软件对液压集成块内部孔道建立三维流体模型。取二通插装阀组装在集成块中时流入插装阀前的一段内部流道和流出插装阀后的一段内部流道作为分析对象。对孔道中的直角转向结构、偏心距、工艺容腔、刀尖容腔等进行详细的流场分析。并提出了修改方案，把直角转向结构改成非直角转向结构，对比修改前后的流场压力、速度的变化，分析前后变化对流场的影响。为液压集成块的布局、内部设计、结构优化提供理论依据和参考意见。
　　 使用FLUENT软件对充液阀建立三维流体模型，对气体体积率超出10％的流动采用混合模型来模拟流场。分别取体积率为0％、10％、20％、50％的四种情况进行模拟分析对比，可以得到气体体积率的大小对液压系统性能的影响程度。

目录

摘要

CONTENTS

第一章 绪论

1．1 课题来源与研究意义

1．2 计算流体动力学软件的简介

1．2．1 Gambit软件的网格生成技术

1．2．2 多种数值算法

1．2．3 先进的物理模型

1．3 计算流体动力学在液压技术中的发展现状

1．3．1 液压阀的研究现状

1．3．2 液压集成块的研究现状

1．4 本课题的主要任务

第二章 二通插装阀的流场分析与实验分析

2．1 插装阀的物理结构

2．2 前处理及求解过程

2．2．1 模型建立

2．2．2 网格划分

2．2．3 Fluent求解器的选择

2．2．4 计算收敛性分析

2．3 仿真结果与分析

2．3．1 阀口开度为12mm插装阀内部流场仿真结果分析

2．3．2 不同压差，相同开口度的流场分析

2．3．3 不同开口度，相同压差的流场对比分析

2．3．4 不同开口度的流量曲线分析

2．3．5 仿真结果分析小结

2．3．5 阀芯的结构修改方案及其仿真结果

3．4 实验数据和仿真数据

第三章 液压集成块的流场分析

3．1 流入插装阀前的内部流道

3．1．1 模型建立和网格划分

3．1．2 仿真结果与分析

3．1．3 直角转向结构对流场的影响

3．1．4 刀尖容腔和偏心距对流场的影响

3．2 流出插装阀后的内部流道

3．2．1 物理模型

3．2．2 网格划分和边界条件

3．2．3 仿真结果与分析

3．2．4 直角转向结构对流场的影响

3．2．5 工艺容腔对流场的影响

3．2．6 刀尖容腔和偏心距对流场的影响

3．3 孔道沿程压力损失的理论分析

3．4 提出的修改方案

3．4．1 修改方案1

3．4．2 修改方案2

本章小结

第四章 充液阀的流场仿真

4．1 构建的模型和求解器的设置

4．2 仿真结果与分析

本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢