一种组合式空气减压阀的流场特征分析（流体力学论文） ㊣ 精品文档 值得下载

案，是实现高减压比和较大调节范围的可行技术途径本研究建立的数值方法，适用运动调整大小，以改变引气位臵的流动速度和静压。

计算工况根据组合式减压阀的结构特点和工作原理，主要控制参数为间隙和位臵。

针对个参数组合的个工况开展仿真计算，如表所列。

数值建模网格划分根据组合式减压阀的几何流道特点，采用维轴对称模型进行计算，通过几何剖分将流场划分结构化网格。

由于第级阀芯流动间隙几何尺寸较小气流参数变化剧烈，以及第级针阀引气区域流速较高，对这些区域的网格进行加密处理。

同时，在计算过程中，对流道的近壁面网格也进行自适应加密。

通过划分，生成计算网格约万，如图樊蕾气体减压阀动静压差研究液压与气动，陈阳，高芳，张黎辉，等减压器动态仿真的有限体积模型推进技术，高殿荣，王益群，申功炘液压控制锥阀内流场的数值模拟与试验可视化研究机械工程学报，高红，傅新，杨华勇，等锥阀阀口气穴流场的数值模拟与试验研究机械工程学报，雷红霞，权龙液压锥阀内部流场的维仿真计算及可视化分析机械科学与技术，姬俊锋，林萌，吴光中，等远程高压大流量减压阀的研制火箭推进，储景瑞，高隆隆，何文凯，等大减压比高压气动比例减压阀阻尼孔耦合特性仿真研究液压与气动，章序种组合式空气减压阀的流场特征分析流体力学论文流场状态复杂，包含了从亚声速到超声速的多种速度状态，以及激波分离回流等复杂流动状态组合式减压阀的流场参数分布以及流量与第级柱阀间隙有密切关系，间隙越小，则局部流动损失越大，流量越低组合式减压阀两级减压原理不同，第级柱阀通过总压损失实现减压，而第级针阀则通过增加流速降低静压特征间隙和特征位臵组合，共同决定了减压阀的减压比。

通过两者结合，可以实现较大的减压比调节。

分析结果表明，基于两级串联的组合式减压阀方案，是实现高减压比和较大调节范围的可行技术途径本研究建立的用有限元方法对液压锥阀内部流场进行了数值仿真高红等采用ε湍流模型开展了锥阀阀口的气穴流动过程的仿真计算雷红霞等采用商业软件开展了液压锥阀维仿真计算日本等用涡量法对液压锥阀的内部轴向流动进行了数值仿真。

此外，基于不同应用需求提出了多种高减压比空气减压阀构型并开展性能研究，。

章序文等对种高压差的减压阀开展了数值模拟，分析了内部复杂流动现象。

陈富强等利用计算流体力学软件分析高参数减压阀内部流场压力分布，作为减压阀中孔板热分析的基础。

这些工作针对性研究力学方法，建立减压阀数值计算模型，针对两级阀体特征参数组合的典型工况进行仿真计算，研究减压阀流场参数分布，分析柱阀间隙和引气位臵对流动状态和减压比影响。

计算结果表明，组合式减压阀流场状态复杂，第级柱阀间隙对于流动损失和局部参数分布有重要影响，两级阀分别通过总压损失和流速变化实现减压过程，通过合理的特征参数组合可获得较大减压比及其调节范围。

关键词流动特征空气减压阀组合式计算流体动力学空气减压阀是航空发动机控制系统必不可少的元件之，在发动机控制系统气路中具有重要的应用。

在收缩扩张的通道内，气流加速并在喉道位臵达到声速，之后扩张通道中继续加速流动到超声速状态，最终排出到外部环境中。

引气通道位于喉道之后，由于引气量小流速也低，接近滞止状态。

图马赫数分布图显示了流场静压分布。

总体上看，静压沿流动方向呈下降趋势。

进口气流速度低，静压接近总压气流在级柱阀缝隙中流动时，由于流速增加和总压损失，缝隙中气流静压先减小，之后经过激波又增加到与混合腔压力相当。

混合腔前端存在回流区，静压略有降低，而其他区域压力基本均匀分布。

针阀前端气流滞止静压升高，在第级针阀通缝隙区域流态复杂，为，在激波前后静压跃升，且因更大的转弯损失，以及分离激波等现象造成了较大的压力损失，混合腔压力明显低于为工况。

图对比了不同柱阀间隙下的局部流线。

可以看到，种工况的流态基本相似，气流经过第级柱阀后在混合腔向对称轴汇聚，流线向内偏转，在高速气流剪切作用下，混合腔中心靠近柱阀芯体区域产生了回转流动的涡流区。

不同的是，在柱阀缝隙内，间隙为时产生了局部分离，形成了较小的分离区。

种组合式空气减压阀的流场特征分析流体力学论文。

仿真计算与分析针对表中的工况开流经过第级柱阀间隙流动时产生较大损失，方面是由于流动方向改变造成的转弯损失，另方面局部超声速流动产生的激波也造成了损失。

经过减压阀混合腔内掺混，进入针阀时总压分布已趋于致。

气流在针阀内流动时，仅有壁面附面层造成局部总压损失，主流总压基本不变。

仿真计算与分析针对表中的工况开展仿真计算。

减压阀进口压力，温度为出口为环境大气条件。

典型工况流场选取工况为对象，根据仿真计算结果分析流场特征，图图分别给出了对称面流场参数分布。

由图的流场马赫数分布可以看到，高压气体经过减压阀流动液压锥阀的内部轴向流动进行了数值仿真。

此外，基于不同应用需求提出了多种高减压比空气减压阀构型并开展性能研究，。

章序文等对种高压差的减压阀开展了数值模拟，分析了内部复杂流动现象。

陈富强等利用计算流体力学软件分析高参数减压阀内部流场压力分布，作为减压阀中孔板热分析的基础。

这些工作针对性研究了减压阀的流动特征，但由于不同减压阀结构差异，流动特征分析不具有普适性。

在收缩扩张的通道内，气流加速并在喉道位臵达到声速，之后扩张通道中继续加速流动到超声速状态，最终排出到外部环境中。

引气通道位于，第级柱阀间隙对于流动损失和局部参数分布有重要影响，两级阀分别通过总压损失和流速变化实现减压过程，通过合理的特征参数组合可获得较大减压比及其调节范围。

关键词流动特征空气减压阀组合式计算流体动力学空气减压阀是航空发动机控制系统必不可少的元件之，在发动机控制系统气路中具有重要的应用。

小尺寸气路控制的高减压比减压阀，腔体般为异形结构，几何流道复杂，流道可能包含收缩突扩缝隙等多种不同的几何形态，造成流动状态复杂多变。

开展空气减压阀流场特性研究，对于提高空气减压阀的性能建模精度具有种组合式空气减压阀的流场特征分析流体力学论文展仿真计算。

减压阀进口压力，温度为出口为环境大气条件。

典型工况流场选取工况为对象，根据仿真计算结果分析流场特征，图图分别给出了对称面流场参数分布。

由图的流场马赫数分布可以看到，高压气体经过减压阀流动过程中，经历了亚声速跨声速以及超声速等不同速度历程。

气流经第级柱阀缝隙时，由于流道收缩速度增加到声速。

在柱阀出口区域，局部流道扩张产生超声速流动，并在进入混合腔前通过激波后降为亚声速。

阀混合腔中心区域为亚声速流动，而外侧区域流速很低。

气流在针阀前端滞止后，绕流进入环形通道速流动直至接近。

此高速气流进入转弯段时，由于局部角度变化，以及在转弯区域产生的分离区影响，两侧均产生了斜激波，且激波在流道中相交，波后气流速度降到亚声速。

之后气流在等直流道中重新加速到声速，并在混合腔较高压力作用下，于缝隙出口处产生斜激波，再进入混合腔流动。

气流经第级柱阀缝隙过程中，产生了激波局部分离等复杂流动状态。

当为时，由于缝隙较大，在第个转弯段流速较小，转水平流动后速度增加并在缝隙出口形成激波，相对于的状态而言，其流态简单，且损失较小。

图局部参数分布对比从静压对比看，动静压差研究液压与气动，陈阳，高芳，张黎辉，等减压器动态仿真的有限体积模型推进技术，高殿荣，王益群，申功炘液压控制锥阀内流场的数值模拟与试验可视化研究机械工程学报，高红，傅新，杨华勇，等锥阀阀口气穴流场的数值模拟与试验研究机械工程学报，雷红霞，权龙液压锥阀内部流场的维仿真计算及可视化分析机械科学与技术，姬俊锋，林萌，吴光中，等远程高压大流量减压阀的研制火箭推进，储景瑞，高隆隆，何文凯，等大减压比高压气动比例减压阀阻尼孔耦合特性仿真研究液压与气动，章序文，兰建华，何过程中，经历了亚声速跨声速以及超声速等不同速度历程。

气流经第级柱阀缝隙时，由于流道收缩速度增加到声速。

在柱阀出口区域，局部流道扩张产生超声速流动，并在进入混合腔前通过激波后降为亚声速。

阀混合腔中心区域为亚声速流动，而外侧区域流速很低。

气流在针阀前端滞止后，绕流进入环形通道。

从参数分布看，不同间隙下，柱阀局部流场有明显的差异。

当间隙为时，阀体与壳体之间的间隙较小，通过几何配合形成了收缩转弯等直扩张的局部几何流道。

高压气流进入缝隙后向内汇聚过程中，几何轴对称流道面积减小，气流加喉道之后，由于引气量小流速也低，接近滞止状态。

图马赫数分布图显示了流场静压分布。

总体上看，静压沿流动方向呈下降趋势。

进口气流速度低，静压接近总压气流在级柱阀缝隙中流动时，由于流速增加和总压损失，缝隙中气流静压先减小，之后经过激波又增加到与混合腔压力相当。

混合腔前端存在回流区，静压略有降低，而其他区域压力基本均匀分布。

针阀前端气流滞止静压升高，在第级针阀通道内，气流速度不断增加对应静压则持续减小。

引气通道与针阀主流通道的静压基本致。

图静压分布图总压分布根据图所示流场总压分布，气重要意义。

针对空气减压阀性能建模，国内外开展了较多的研究工作，这些研究以理论分析和试验研究为主，难以揭示流动细节和流场特性。

随着方法在液压气动阀等元件流动仿真方面的应用，为减压阀内部流动详细分析和性能建模提供了支撑。

陈阳等采用有限体积阀对减压器动态特性进行仿真研究高殿荣等采用有限元方法对液压锥阀内部流场进行了数值仿真高红等采用ε湍流模型开展了锥阀阀口的气穴流动过程的仿真计算雷红霞等采用商业软件开展了液压锥阀维仿真计算日本等用涡量法对建铧高压差减压阀数值模拟化工装备技术，陈富强，金志江高参数减压阀含多孔板热应力的数值分析化工进展，柴为民，