华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2021, Vol. 49 ›› Issue (2): 120-130.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.200610
所属专题: 2021年流体动力与机电控制工程
陈乾鹏 冀宏† 赵晶 闵为 郑直
CHEN Qianpeng JI Hong ZHAO Jing MIN Wei ZHENG Zhi
摘要: 液压阀口节流升温不仅会造成能量损失,而且会引发热变形,造成滑阀滞卡, 影响液压机械的稳定性甚至安全性。深入研究阀口温度分布是准确预测热变形的前提。 本研究将微小热电偶嵌入简化的平面阀口,测量了阀口开度 x 在 1 ~ 3 mm、入口压力 pin 在 0. 5 ~ 3. 0 MPa 范围内、阀口节流过程中的壁面温度分布。实验表明: 阀口节流升温 速度随压差增大而增大,x = 2 mm,pin = 3. 0 MPa 时,初始升温速度可达到 0. 79℃ /min; 节流作用下的阀口温度分布不均匀,阀口开度较小时温度梯度对压差较为敏感,x = 1 mm、pin = 3. 0 MPa 时,阀口壁面的最大温差可达到 7. 86 ℃ ; 阀口尖角部位通常会产 生明显的局部高温,在 3. 0 MPa 下升温 110 min 可达到 72. 9 ℃,但是在大开度或大压差 情况下,阀口竖直壁面亦会产生局部高温。针对这一现象,结合 ANSYS Fluent 软件中 的 Fluid-solid-heat coupling 模块和 Mixture 多相流模型进行了综合分析,结果表明涡流和 空化对阀口壁面的温度分布具有显著影响。
中图分类号: