面向工程的气动回路管接头流量特性分析与等效计算

摘要

气动技术广泛应用于工业自动化的各个领域，气动元件是气动技术发展应用的基础，流量特性是气动元件的重要技术指标。准确求解气动元件流量特性对研究气动控制系统特性和提高气动技术水平具有重要意义。气动回路管接头（本文简称“气管接头”）是气动系统中最常用到的气动元件，本文以国际合作项目为支撑，以气管接头为研究对象，以流量特性理论为基础，采用理论研究、仿真分析、实验验证相结合的方法，研究面向工程气动回路管接头流量特性分析与等效计算问题。本文的主要研究内容如下：
　　（1）基于气管接头流量特性的基础理论，针对不同结构、尺寸的气管接头，建立其流量特性数学模型；推导流量特性参数的基本方程，建立气管接头结构参数与流量特性参数之间的关系，理论分析气管接头流量特性。
　　（2）基于气管接头物理模型，利用ICEM CFD进行网格划分，参照试验环境设置边界条件，采用FLUENT仿真分析气管接头流量特性，通过理论分析和仿真结果对比，验证模型和仿真的正确性。
　　（3）基于国际标准ISO6358和中国标准GB/T14513-93的测试方法，分别设计气管接头流量特性测试系统，开发硬件系统和软件系统，分析测试误差；通过对比仿真结果和实验结果，验证测试方法的可行性和测试结果的可靠性。
　　（4）以理论分析的流量特性计算公式为基础，基于数值计算方法，拟合气管接头流量特性简易计算式；将气管接头流量特性等效为圆直管道流量特性，采用Labview平台开发等效程序和人机交互界面，实现面向工程的气管接头音速流导计算和等效分析。
　　本文的研究工作推导出气管接头流量特性的数学模型，研究气管接头流量特性FLUENT仿真，设计基于不同测试标准的测试系统，验证拟合公式的精确度和实用性，为气管接头基础理论的研究提供了参考。论文的研究方法对气动元件流量特性的研究具有理论指导意义和工程应用价值。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与研究对象

1.2 论文主要内容的国内外研究现状

1.3 论文的研究目的和意义

1.4 论文的课题支撑和主要研究内容

第2章 气管接头流量特性理论解析

2.1 常用气管接头概述

2.2 气动元件流量特性参数的表示方法

2.3 气管接头流量特性的理论计算

2.4 本章小结

第3章 气管接头流量特性仿真分析

3.1 流体动力学仿真概述

3.2 气管接头的物理模型

3.3 气管接头流量特性的仿真模型

3.4 气管接头流量特性仿真结果分析

3.5 本章小结

第4章 气管接头流量特性的试验

4.1 气动元件流量特性的测量标准

4.2 基于ISO的气管接头流量特性测试系统

4.3 基于GB/T的气管接头流量特性测试系统

4.4 试验结果与理论模型的对比分析

4.5 本章小结

第5章 气管接头音速流导等效计算

5.1 气管接头音速流导公式拟合

5.2 气管接头音速流导等效计算

5.3 本章小结

第6章 全文总结和展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文