微型自动排气阀的工作机理与排气特性-江苏大学.PDF

２０１３年７月 第３１卷　第７期 　 Ｊｕｌｙ２０１３ Ｖｏｌ．３１　 Ｎｏ．７ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．２０１３．０７．００８ 微型自动排气阀的工作机理与排气特性 １，２ １，２ １，２ １，２ 吴大转 ，刘巧玲 ，赖周年 ，王乐勤 （１．浙江大学化工机械研究所，浙江 杭州３１００２７；２．浙江大学高压过程装备与安全教育部工程研究中心，浙江 杭州３１００２７） 吴大转 摘要：为研究某微型自动排气阀的工作机理和排气特性，并为性能预测和优化设计提供理论基 础，采用ＣＦＤ计算方法对其内部流动和排气特性进行数值模拟研究并进行试验验证．建立了排 气阀完整的ＣＦＤ分析模型并进行三维流场计算，获得了排气和排油状态下的内部流场结构和相 应的截止压力．分析了阀瓣位置、流道尺寸对球体升力和阀门截止压力等参数的影响，比较了 ＣＦＤ计算结果和通用理论公式计算结果．建立了排气阀排气特性的测试装置，对排油和排气工 况下的截止压力进行测量．研究结果表明：基于ＣＦＤ分析的截止压力预测结果与试验结果吻合 较好；在油介质条件下，通用理论公式计算结果相对ＣＦＤ预测结果存在较大误差，在空气介质 下，两者吻合较好；阀瓣１／２腔高位置的计算结果较为合适；该类型排气阀在结构等比例放大后 可保持截止压力不变；所得计算方法及排气特性分析结果可应用于微型排气阀的设计与优化． 关键词：排气阀；截止压力；计算流体动力学；数值模拟；试验装置 中图分类号：Ｓ２７７９；ＴＨ３１１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０１３）０７－０５９２－０６ 　　　 吴大转，刘巧玲，赖周年，等．微型自动排气阀的工作机理与排气特性［Ｊ］．排灌机械工程学报，２０１３，３１（７）：５９２－５９７． Ｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｅｘｈａｕｓｔｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｎｉｅｘｈａｕｓｔｖａｌｖｅ １，２ １，２ １，２ １，２ ＷｕＤａｚｈｕａｎ ，ＬｉｕＱｉａｏｌｉｎｇ ，ＬａｉＺｈｏｕｎｉａｎ ，ＷａｎｇＬｅｑｉｎ （１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＭａｃｈｉｎｅｒｙ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１００２７，Ｃｈｉｎａ；２．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＨｉｇｈ ＰｒｅｓｓｕｒｅＰｒｏｃｅｓｓＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＳａｆｅｔｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３１００２７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｅｘｈａｕｓｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｅ ｆｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｍｉｎｉｅｘｈａｕｓｔｖａｌｖｅ，ＣＦＤｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃａｒ ｒｉｅｄｏｕｔｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｆｌｏｗｆｉｅｌｄ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｙｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｗｉｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｗｈｏｌｅｆｌｏｗｐａｓｓａｇｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄ３Ｄｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｉｔｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ， ｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｓｔ