液压集成块直角转弯流道的流动测量及参数优化

摘要

本文研究了典型液压集成块中具有不同刀尖角容腔的直角流道的流场特征。搭建了低速可视化试验台,采用2D-PIV技术测量了具有不同刀尖角容腔结构的直角流道流场。建立了全三维数值模型并开展数值模拟研究,通过与粒子图像测量(PIV)测量结果进行比较,比较了七种湍流模型在流场预测中的准确性。通过定义权重误差函数K,筛选出S–A模型作为合适的湍流模型。通过3因素3水平响应面数值试验,研究了流道连接类型、容腔直径和容腔长径比对压力损失的影响。结果表明,Box-Benhnken Design(BBD)模型可以准确预测总压力损失。最优模型是II型流道连接,直径为14.64mm,容腔长径比为67.53%,总压力损失相对于最差模型可下降11.15%。如能进一步采用圆弧型直角转弯流道,总压力损失可降低64.75%,这为液压集成块流道优化设计提供了新的方向。