输液管道弯头优化结构内气穴影响研究.pdf

2013年 5月 机床与液压 Mav2013 第41卷 第9期 MACHINE TOOL HYDRAULICS Vo1．41No．9 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．09．022 输液管道弯头优化结构内气穴的影响研究 孙红梅 ，井夫宣 (1．北京电子科技职业学院，北京 100029；2．山东省冶金设计院股份有限公司，山东莱芜271104) 摘要：气穴是液压系统中一种常见的有害现象，经常发生在输液管道弯头内，这不仅破坏了流体的连续性 ，降低了介 质的物理特性，而且会引起振动噪声。研究了输液管道弯头及其优化结构内的气穴现象，对原始弯头及其优化结构进行了 数值模拟，预测了气穴发生区域，计算得到了气体体积以及气穴对管壁和导流器截面阻力的影响。研究结果表明：考虑气 穴时管壁以及导流片的压强比不考虑气穴时的大，气穴发生程度较严重的区域是流场压力较低的区域 ；输液弯头内部总压 强差随导流器片数的增加而减小。 关键词：管道弯头；优化结构 ；气穴；振动噪声 中图分类号 ：TH137 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2013)9—077—6 StudyontheInfluenceofCavitation in InfusionPipelineElbow StructuralOptimization SUNHongmei．JINGFuxuan (1．BeijingPolytechnic，Beijing100029，China； 2．ShandongProvinceMetallurgicalEngineeringCo．，Ltd．，LaiwuShandong271104，China) Abstract：Cavitationisharmfulphenomenoninhydraulictransmissionsystems，frequentlyoccuringatinfusionpipingelbows． Notonlythecontinuityoffluidisdamaged，thefluidmedium physicalpropertiesarereduced，butalsovibrationnoiseiscaused．The cavitationoftheinfusionpipingelbowswasstudied．Theaircavitationoccurredregionwasforecasted，andtheresistancesonthewall anddiversionwerecalculatedaswellasthevolumeofthegascavitation．Researchresultsshow_thewallanddiversion’Spressure thatconsideringcavitationisbiggerthannotconsidering．Thecavitationseriousareaisatlowpressureraeaofflowfield．Wiht thein— creaseofthesliceinsidepipelineelbow，totalpressuredifferenceisdecreased． Keywords：Pipelineelbow；Structuraloptimization；Cavitation；Vibrationnoise 在液体中当某点压力低于液体在此温度下的空气 阀内压力分布、气穴与噪声特性有直接的影响，u形 分离压的时候，原来溶于液体中的气体就会分离出 槽内部压力超调量明显高于 V形槽，可以显著抑制 来，产生气泡，这就是气穴现象。气穴是液压系统中 气穴的析出与生长；研究阀口高速流动中的旋涡空化 常见的一种有害现象，经常发生在阀口以及弯头附 机制及其与噪声特性的关系 ，运用高速摄像、噪声 近，不仅破坏了流体的连续性、降低了介质的物理特