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高压大流量气动比例阀稳态气动力数值研究
  • ISSN号:1008-0813
  • 期刊名称:液压气动与密封
  • 时间:0
  • 页码:56-60
  • 分类:TH138[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]华中科技大学FESTO气动技术中心,湖北武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50975102);国防科技“十二五”预研资助项目(4010605020302)
  • 相关项目:高压电-气比例/伺服阀关键技术研究
中文摘要:

该文针对高压大流量气动比例阀结构特点及阀芯动力学特性,建立阀芯所受稳态气动力数学模型。然而由于高压气体的可压缩性、阀口流量非线性等因素,难以采用传统气动力理论计算公式准确预测高压大流量气动力比例阀的稳态气动力,为此基于三维N-S方程,采用计算流体动力学(CFD)方法研究稳态气动力的变化特性。结果表明,该气动比例阀工作过程中最大稳态气动力达到气压驱动力的30%,成为影响阀芯响应速度与控制精度的主要因素,且稳态气动力与阀口开度呈强非线性关系。另外为减小稳态气动力的阻力作用以减小动力能源的消耗,应优化内流道结构,实现节能目的。

英文摘要:

In this paper,the mathematical model of the steady gas flow force acting on the spool of high-pressure and large-flow-rate pneumatic proportional valve (HLPPV) is presented,according to the structural features and dynamics characteristic of the HLPPV.Nevertheless,due to the following factors,such as the compressibility of compressed air,the nonlinearity of the mass flow rate,etc.,it is difficult to accurately predict the steady gas flow force by the traditional theoretical method.The computational fluid dynamics (CFD) method is adopted to investigate the steady gas flow force based on the 3-D N-S equations.The numerical results show that the maximum steady gas flow force acting on the HLPPV is up to the 30% of the compressed air pressure force,hence the flow force become the main factor for the dynamic response and control accuracy of the main valve spool,and the steady gas flow force is nonlinear with the valve opening.In order to reduce the consumption of the compressed air and enhance the ratio of energy utilization,the geometry of the internal flow field of the valve need to be optimized to decrease the steady gas flow force.

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期刊信息
  • 《液压气动与密封》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国机械工业联合会
  • 主办单位:中国液压气动密封件工业协会
  • 主编:宋京其
  • 地址:北京市西城区三里河路46号
  • 邮编:100823
  • 邮箱:chpsa-yqm@mei.net.cn
  • 电话:010-68594900
  • 国际标准刊号:ISSN:1008-0813
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4839/TH
  • 邮发代号:82-152
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊
  • 被引量:5779