电液控制主阀三维流动特性可视化分析

张盼盼

（山西煤炭管理干部学院 煤矿安全工程系，太原 030006）

0 引 言

主阀是液压支架电液控制系统的重要组成部分，主阀性能对整个液压系统的效率和稳定性有直接的影响。由于主阀采用整体插装式结构，高压液体在流经主阀时，首先通过阀体，然后进入主阀，各部分结构复杂，经常会遇到突扩、突缩、弯曲流道等，不可避免地会产生漩涡、回流、脱壁并重新附着腔壁等流动现象［1］。如果设计不当，可能会造成内部流道能量损失过大，气蚀和振动，加剧阀的腐蚀，寿命降低，并因此直接影响整个系统的性能。FLUENT 是当前比较流行的CFD 软件包，用于模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。它具有丰富的物理模型、灵活和功能强大的自适应网格技术，从而有效地解决各个领域的复杂的流动计算问题［2］。基于这些特点，本文提出了在FLUENT6.3 版本上对主阀的三维流场进行数值模拟与可视化分析，为进一步确定影响主阀性能的因素，优化流道设计提供理论参考。

1 几何模型

1.1 主阀的工作原理

图1 主阀结构简图

在图1 所示的主阀的结构示意图中，当先导阀电磁铁断电时，主阀工作口A 由于受到弹簧力作用，与回液口T 接通，与高压口P 隔开，此时主阀关闭。当电磁铁通电时，高压液体先由先导阀入口进入主阀阀腔，当积蓄的压力大于主阀的调定弹簧力，顶杆与阀腔产生相对位移，促使主阀阀口打开，主阀进入工作状态，高压液体推动液压支架各执行元件完成相应动作［3］。……