气体静压节流系统压力阻抗模型的理论研究与实验验证

发布时间：2017-04-12 14:10

  本文关键词：气体静压节流系统压力阻抗模型的理论研究与实验验证，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：经研究表明，影响节流器稳定性的关键因素为气体流速。本文主要对气体流量与压强之间的关系进行探索，寻求将节流器流量、压强和阻抗有机统一起来的方法，主要的工作将围绕以下内容进行： 首先，利用FLUENT软件，对圆盘式节流器进行仿真，找出节流器总阻抗或阻抗比与其结构参数、承载力之间的关系，为节流器阻抗模型的建立提供依据和向导。 其次，参照液压中液阻的相关内容，建立了多维通道式节流器、双U型节流器、双圆环型节流器三种节流器的阻抗模型体系；并对三种节流器的有效面积进行分析，建立阻抗与承载力之间的关系式。 再者，利用有限差分法对三种节流器的阻抗模型进行了验证，根据结果对其进行了一定的参数的修正，并且该修正因子是一个与供气压强成线性关系的函数。对于多微通道式节流器，该修正因子为2.7742Pa0.5078；对于双U型节流器，该修正因子为4.94Pa0.768；对于双圆型节流器，该修正因子为4.0Pa0.75。修正之后的三种节流器的阻抗比最大误差分别4.5%、6.667%、21.5%。 最后，，利用搭建的节流器承载特性测试平台，对不同供气压强、不同气膜厚度下的三种节流器的承载力进行测量。对测量结果、阻抗解和数值解进行比较分析表明，流体阻抗法所得的节流器承载力与其他两种方法的趋势相同，证明了所建立模型的可信性。同时，采用同一种方法建立了三种不同结构的节流器的模型，说明了这种方法的可行性。可以为气体静压节流器的工程设计提供一种新的思路。
【关键词】：气体静压节流器 流体阻抗法 阻抗比 静态性能测试
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH138
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目次9-12
• 图和附表清单12-16
• 1 绪论16-23
• 1.1 课题研究背景、目的及意义16-17
• 1.2 气体静压节流器的国内外研究现状17-22
• 1.2.1 气体静压节流系统的数值仿真17-18
• 1.2.2 气体静压节流系统的数值分析与理论研究18-20
• 1.2.3 气体静压节流系统的实验研究现状20-22
• 1.3 本文主要研究内容22-23
• 2 气体静压节流器阻抗特性的仿真研究23-39
• 2.1 节流器阻抗模型的提出23-26
• 2.1.1 节流器的基本理论23-25
• 2.1.2 阻抗模型的提出25-26
• 2.2 节流器阻抗模型的仿真分析26-34
• 2.2.1 节流器的 CFD 仿真26-31
• 2.2.2 仿真结果与分析31-34
• 2.2.3 仿真结论34
• 2.3 节流孔个数与承载力耦合关系分析34-38
• 2.3.1 耦合关系的仿真34-35
• 2.3.2 节流孔与承载力耦合关系的分析35-38
• 2.4 本章小结38-39
• 3 气体静压节流器阻抗模型的建立39-56
• 3.1 多微通道式气体静压节流器阻抗模型的建立39-47
• 3.1.1 多微通道式气体静压节流器的结构39-41
• 3.1.2 多微通道式气体静压节流器阻抗模型的建立41-46
• 3.1.3 多微通道式气体静压节流器承载力的计算46-47
• 3.2 双 U 型气体静压节流器阻抗模型的建立47-52
• 3.2.1 双 U 型气体静压节流器的结构47-48
• 3.2.2 双 U 型气体静压节流器阻抗模型的建立48-50
• 3.2.3 双 U 型气体静压节流器承载力的计算50-52
• 3.3 双圆环型气体静压节流器阻抗模型的建立52-55
• 3.3.1 双圆环型气体静压节流器的结构52-53
• 3.3.2 双圆环型气体静压节流器阻抗模型的建立53-54
• 3.3.3 双圆环型气体静压节流器承载力的计算54-55
• 3.4 本章小结55-56
• 4 阻抗模型的理论验证及参数修正56-81
• 4.1 多微通道式气体静压节流器的性能分析56-61
• 4.1.1 圆盘节流器承载力的计算方法56-57
• 4.1.2 多微通道式气体静压节流器承载力的计算57-58
• 4.1.3 多微通道式气体静压节流器参数修正与阻抗分析58-61
• 4.2 双 U 型气体静压节流器的静态性能的分析61-73
• 4.2.1 有限差分法的介绍61-67
• 4.2.2 网格的划分及边界条件的确定67
• 4.2.3 静态特性分析67-69
• 4.2.4 双 U 型节流器的参数修正与阻抗分析69-73
• 4.3 双圆环型气体静压节流器的静态性能的分析73-79
• 4.3.1 网格的划分及边界条件的确定73-74
• 4.3.2 静态特性分析74-76
• 4.3.3 双圆环型节流器的参数修正与阻抗分析76-79
• 4.4 本章小结79-81
• 5 气体静压节流器的实验测试81-88
• 5.1 实验装置81-82
• 5.1.1 稳压气源81
• 5.1.2 测试装置81-82
• 5.2 测量过程及测量结果分析82-86
• 5.2.1 多微通道式气体静压节流器承载力测试82-83
• 5.2.2 双 U 型气体静压节流器承载力测试83-84
• 5.2.3 双圆环型气体静压节流器承载力测试84-86
• 5.3 误差分析86-87
• 5.4 本章小结87-88
• 6 总结与展望88-91
• 6.1 全文总结88-89
• 6.2 主要创新点89
• 6.3 研究展望89-91
• 参考文献91-95
• 附录 A 多微通道式气体静压节流器理论与实验数据95-99
• 附录 B 双 U 型气体静压节流器理论与实验数据99-105
• 附录 C 双圆环型气体静压节流器理论与实验数据105-110
• 作者简介110

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：301431