CFD模拟下防爆阀破裂工况流场研究与性能优化

本文主要探讨了基于CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）技术对挖掘机液压系统中某型号防爆阀在管路破裂工况下的内部流场特性进行深入研究。防爆阀作为液压系统的关键组件，在极端情况下，如管道破裂，其主阀的流动性能直接影响系统的安全性。作者利用CFD软件模拟了防爆阀在全开和开度为2毫米两种状态下的流场压力、速度以及速度矢量图，通过对这些数据的对比分析，揭示了阀体内流动特性的变化规律。 首先，通过设定相同的边界条件，研究人员比较了主阀在全开时，流体流动的均匀性和压力分布，与开度仅为2毫米时的局部阻力和涡旋形成情况。这种对比有助于理解阀瓣在不同开度下的控制效果，以及可能存在的流动不稳定性。 然后，通过实验验证了CFD模拟的准确性。通过实验测量的流量系数与仿真结果进行对比，发现仿真值偏大。作者进一步分析了这一现象的原因，可能是由于实验中可能存在一些未被考虑到的实际因素，如阀门表面粗糙度、湍流效应或流体粘性的影响，这些因素在简化模型中可能被忽略了。 论文详细讨论了流量系数如何随阀口开度和流量的变化而变化，这对于优化防爆阀设计具有实际指导意义。通过理解这些关系，工程师可以设计出更高效、更精确控制流量的防爆阀，从而提升整个液压系统的性能和可靠性。 本研究结合CFD模拟与实验验证，不仅提供了防爆阀在特定工况下的流场特性，也为阀门设计者提供了一种量化分析和改进的工具，对于提升防爆阀在恶劣工作条件下的表现具有重要的理论和实践价值。