RTO正三通换向阀的三维建模及流场的数值模拟

2020-08-20 10:14:43      点击:
RTO正三通换向阀的三维建模及流场的数值模拟
液控RTO正三通换向阀的RTO正三通RTO正三通换向阀为两侧带有对中弹簧的中空阀.在中空阀的内部装有两个单向阀.试验流量从15~50RTO正三通换向阀的L/min,压力在100×105Pa之内.通过单向阀进入油缸的油液没有被节流;对于RTO正三通RTO正三通换向阀来说,油液流过单向阀时的液动力为RTO正三通RTO正三通换向阀的内力;另外,供油侧进入RTO正三通RTO正三通换向阀的油流方向基本垂直于RTO正三通RTO正三通换向阀的轴向,忽略该处轴向液动力.故本文的主要研究点集中在节流阀口处的流动,下面建立的几何流场模型仅包括节流阀口附近的区域.
三维几何模型在Pro/E软件平台上实现,进行流体力学分析之前,由Fluent的前处理软件实现模型的网格划分.首先建立具有大2RTO正三通换向阀的mm的阀口开度的RTO正三通RTO正三通换向阀流场模型.由于阀口形状复杂,阀口部位的网格划分非常耗时,需建立局部虚体,并选用非结构网格划分,流场的其他部分采用结构网格.
整个流场分为两个流动区域,一个是静止区域(图4中的透明区域),另一个是可移动区域(图4中的网格区域).静止区域是在阀体内的流场部分,可移动区域是在RTO正三通RTO正三通换向阀阀芯上的流场部分.利用Fluent中提供的滑移网格技术,可移动区域被施加一轴向运动速度,使其可以沿轴向滑动模拟RTO正三通RTO正三通换向阀阀芯运动.
计算边界:

(a)入口:该面为速度入口边界,代表入口流量;

(b)出口:该面为压力出口边界,代表回油压力;

(c)壁面:静止区域外表面为固定壁面,移动区域外表面为移动壁面,静止区域与移动区域的共面定义为交界面.

油液的密度和运动粘度分别为874.5RTO正三通换向阀的kg/m3和44.72RTO正三通换向阀的mm2/s.选择标准k-ε模型和两相流混合模型作为仿真计算模型,模拟紊流和气穴生成.两相中的一相是油液,另一相是空气气泡或蒸汽,当流场内压力低于空气分离压力或汽化压力时,空气气泡或蒸汽出现,因空气分离压力远大于汽化压力,故本研究主要关注空气气泡的产生.