基于FLUENT的陶瓷砖压机阀口与孔道的仿真研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:wyt_2010
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二通插装阀、充液阀和集成块是陶瓷砖压机液压系统中三种重要基础元件。二通插装阀阀芯在运动过程中的运动特性、充液阀通流能力和集成块内部孔道能量损失直接影响到陶瓷砖压机能耗、快速性和稳定性。基于国家产业结构升级为提高企业核心竞争力,企业需要生产出更节能、更高效、控制更稳定的陶瓷砖压机,因此对压机上插装阀、充液阀、集成块的研究具有重要意义。本文以佛山恒力泰机械有限公司YP3500陶瓷砖压机液压系统作为研究对象,对二通插装阀、充液阀和集成块孔道的流场进行分析,为企业在阀与集成块孔道的结构设计安装方面提供具有实用价值参考依据。1)建立了插装阀稳态液动力的数学模型,并分析了基于多相流陶瓷砖压机充液阀的研究方法。理论计算出插装阀过流面积、稳态液动力和通流量,及充液阀混合相的密度和通流量。并对插装阀稳态液动力、多相流的影响因素进行分析,为仿真模型的验证提供理论基础。2)建立插装阀、充液阀及集成块流道的三维几何模型,运用Gambit进行网格划分,导入Fluent中对流体模型进行参数设置和求解仿真。通过仿真研究得到如下结论:(1)在相同压差下随着插装阀开度的增大,其压力场、速度矢量场在阀芯与阀套的过流面处变得复杂,流速分离严重,流动更加不均匀;工艺容腔处形成漩涡变大。并由仿真得出:插装阀在不同开度及压差下稳态液动力和通流量值。(2)相同压差下气体体积率越大,液压油通过充液阀流量越大,动梁下行速度越快,但是砖压机稳定性越差。改变压差和气体体积率大小对充液阀过流面压力场、速度场及气相分布趋势影响不大;从充液阀入口圆孔下来的流体在阀中间位置产生漩涡,能量损失比较大,因此需要后续结构优化过程中消除漩涡区。(3)分析了集成块孔道拐弯处的流场分布情况,发现:随着压差的增大,拐弯处的流体回流运动更加激烈,主流与内壁面的流速分离严重,流动不均匀形成漩涡更加明显,能量损失大。3)对充液阀和集成块结构优化后的流场进行分析。(1)充液阀结构优化后,明显消除了从圆孔下来的流体在阀中间位置产生的漩涡区,减小了能量损失。对比分析了充液油箱上腔加入气体和没有加入气体这两种情况对砖压机运行快速性和稳定性的影响。(2)增大集成块上的插装阀开度,及减小插装阀进油口与集成块孔道交叉处的距离,有利于减小集成块的压力损失从而有效降低砖压机能耗。
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