针对空调系统中单向阀啸叫这一流致振动问题,基于简化的稳态液动力模型和瞬态液动力模型建立了锥形阀阀芯的动力学方程,并利用MATLAB进行了数值仿真.讨论了锥形单向阀的流量和其脉动频率以及阀的结构参数包括弹簧刚度、阀芯锥角和阀芯质量对阀芯趋于稳定时的开度以及趋于稳定所需时间的影响,以期为空调单向阀的设计提供动力学依据.

利用Solidworks建立U%PLUS%k型节流槽滑阀的三维模型,通过FlUent软件仿真计算得出阀口前后压差恒定时各模型的压力分布和速度分布云图,根据所得流量值和稳态液动力值绘制了曲线。利用等效阀口面积原理理论计算了U%PLUS%k型节流槽的过流面积及液动力,绘制了液动力曲线与仿真值进行了比较。

为实现开环同步系统良好的同步性能要求,对同步阀的工作过程进行深入分析.对某种不等比简易同步阀进行理论分析,在AMESim动力仿真软件环境中进行建模仿真和台架试验,对两种极限工况进行对比和深入分析,探讨液动力对不等比同步阀同步精度的影响.研究认为:同步阀阀芯两端液动力值差距越大,阀芯两端的压力差也越大,同步精度也越差.若要提高同步精度,应设法减少分流阀芯两端面液动力的差距,即降低两端面的压力差.提出一种新的分流阀芯结构,台架试验表明,新型分流阀能提高不等比同步阀工作时的同步精度,减少不确定因素的干扰.

应用CFD方法对阀芯运动状态下流体在锥阀内的流动状态进行了可视化计算和分析研究。参照实际锥阀的结构和参数,用CAD软件Pro/E建立了阀内流道的三维几何模型。应用前处理软件Gambit进行了网格的划分、细化,用自定义函数UDF确定了阀芯运动速度。应用Fluent中动网格技术进行了计算研究,获得了阀芯开启、关闭过程受到的瞬态液动力、流量系数与通过阀流量、阀开口度之间的定量关系。

应用CFD软件Fluent,以全周开口滑阀为例,对滑阀阀芯运动过程内部流场变化特性进行了可视化分析。计算发现当阀处于小开口、大流量、阀芯高速运动时,瞬态液动力数值较大,设计阀时必须加以考虑。由于流道和阀体的不对称,在阀杆上还作用有不对称的径向力,会引起阀芯卡紧,很难用结构设计的方法加以平衡。通过对滑阀动静态流量系数进行计算,发现随着阀口开度和阀芯运动状态的不同,流量系数变化较大。

为了获取非全周开口滑阀运动过程液动力特性,以油液流出U形节流槽方向为例,采用非一致性、滑移网格技术及UDF编程方法,研究阀芯运动速度、运动方向、进出口压差及节流槽个数对阀芯所受液动力的影响规律.研究结果表明,在阀芯运动速度低于0.1m/s,阀芯运动时所受的液动力与阀口开度一定稳态计算时的液动力相差不大,可以用瞬态计算近似稳态计算;阀芯运动速度越高,阀芯所受液动力与稳态计算时液动力偏离越大;当阀芯运动方向改变时,液动力出现滞环,速度越大,滞环越大且在小开口下出现液动力方向变化;进出口压差越大,节流槽个数越多,阀芯所受液动力增大,滞环越明显.

提出了一种外流式锥阀液动力补偿方法——阻尼套压力补偿法,该方法能够对阀心复合液动力的大小和方向进行调节。用自行设计的测试装置,对不同阀心组件设计参数下阀心复合液动力进行了测量。总结出阀心组件设计参数与阀心液动力补偿特性间的耦合关系,为高速开关阀优化设计提供了理论依据。

分析阀门开闭引起管路液力冲击的机理,计算换向阀换向时管路实际压力冲击突变值及换向阀阀芯所受液动力并进行实验验证。