液壓用油通過等直徑T型管的阻力特性畢業(yè)論文

1、液壓用油通過等直徑t型管的阻力特性摘要合理測定和管連接處局部能量損失對于改善液壓輸送管工作效率，尤其是通過等直徑t型管連接而獲得合流水量和分流水量的復(fù)雜液壓輸送管道的效率有重要意義。按此觀點，那些通過有鋒利轉(zhuǎn)角的等直徑t型管的分流水量和合流水量的阻力損失，包括分支管道的阻力系數(shù)的計算公式都是由能量方法推導(dǎo)而來。在此基礎(chǔ)上，管道中液壓用油的阻力特性是由運用計算流體動力學(xué)方法液壓管道的不同流動模式的數(shù)值模擬獲得的，阻力損失原因分析基于水流域壓力變化機(jī)制。一部分仿真結(jié)果有參考數(shù)據(jù)驗證。研究顯示，組合流在共同分支為獲得低速流動，對稱的阻力損失低于不對稱時的阻力損失，但要獲得高速度流動則截然相反，對分流

2、來說，無論高速度還是低速度，對稱時的阻力損失總小于不對稱時的阻力損失。這些結(jié)論能用于優(yōu)化液壓輸送管道的設(shè)計。關(guān)鍵詞：液壓用油 t型管道 能量法 計算流體動力學(xué) 阻力特性簡介帶鋒利拐彎的等直徑t型管道廣泛用于液壓系統(tǒng)。由于管道的幾何特性，當(dāng)油流經(jīng)時局部能量損失在所難免。這種可以降低管道工作效率的損失是液壓管道主要損失的一部分，尤其對于那些短管連接的管道來說，研究管道的阻力特性顯得非常重要且具有實際工程價值。對水、氣體這樣的工程學(xué)流體流經(jīng)t型管道時阻力特性的研究是為了可以通過這么多研究者（參考1-6）的共同努力提高管道的工作效率，然而，對對粘度高于水和氣體的石油的單相層流的研究幾乎沒有報道。jim

3、ison（參考7）研究了雷諾數(shù)為1 0 re 1 0 0 0 0的液壓用油在帶鋒利轉(zhuǎn)角的t型管里呈層流和湍流時的阻力特性，但由于實驗條件的限制獲得的數(shù)據(jù)太少而且實際應(yīng)用時不夠精確，此外，有些流動的配置設(shè)置不是足夠合理。隨著數(shù)值技術(shù)和計算機(jī)性能的不斷發(fā)展，數(shù)值模擬越來越方便、靈活和準(zhǔn)確了。在理論和實驗研究中占據(jù)重要地位的計算流體動力學(xué)（cfd）成了流體研究中重要的模擬工具，同時被廣泛用于工程實踐。長時間的實際應(yīng)用證明，cfd能為解決管道中的單相流動提供令人滿意的結(jié)果（參考8-10）。這篇論文就液壓用油流經(jīng)有鋒利轉(zhuǎn)角的等直徑t型管道時的阻力損失做了深入分析。研究結(jié)果對優(yōu)化液壓管道和指導(dǎo)實際應(yīng)用都非

4、常重要。1 數(shù)值模擬通常，液壓輸送管道中的層流狀態(tài)的流體宏觀上可以看作一個粘滯流，這樣的話，一個復(fù)雜的三維立體特點的流動就可以通過解一個在質(zhì)量和動量守恒基礎(chǔ)上減小一部分的方程而得。2 計算經(jīng)過和模擬假設(shè) t型管中的液體流動是一個復(fù)雜的，有分割和漩渦形成的三維立體流動。為了確定預(yù)言的準(zhǔn)確性，我們依據(jù)研究設(shè)計了一個網(wǎng)格。模擬制定了不同的，經(jīng)過計算的網(wǎng)眼來限定跟墻相鄰的單元與墻之間的距離。通過網(wǎng)格細(xì)化過程，雜亂無章的400000個網(wǎng)眼被建立并簡化如圖2所示： 每個分支都有一個相同直徑和長度的橫截面，要在出入口形成逆流和順流都存在的完全的流動情形，分支長度的選擇非常重要。最終，模擬分支的直徑被定位10

5、mm,長度定位40mm。在兩種組合流配置和劃分流配置中，入口處流入速度各自都是設(shè)定的。液壓用油的流體性質(zhì)為密度=875kgm-3 ，動態(tài)粘滯度=0.04375ns/m2 。3 結(jié)果和討論待添加的隱藏文字內(nèi)容3 在此次模擬中，速度在1-5m/s范圍內(nèi)變動時，記錄組合流 1 ，2 和劃分流3 。由于管徑和粘滯度固定，雷諾數(shù)的唯一決定因素便是流速。模擬研究是為了發(fā)現(xiàn)對稱和非對稱組合流，對稱和非對稱劃分流的阻力損失系數(shù)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系。圖3中的數(shù)值結(jié)果使流速為2m/s時組合流入口和劃分流出口的總壓力形象化。 從圖3（a）和（b）可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在分支入口處由于方向改變出現(xiàn)流動收斂，流動從墻分離，流動收縮

6、時，產(chǎn)生流動影響。這直接導(dǎo)致形成低壓區(qū)，然后在順流的共有分支處由于流動播散和單獨流動形成漩渦。如3（c）和3（d）所示，在共有分支出現(xiàn)播散是由于橫截面積變大，另外分離、播散和依附的出現(xiàn)沿著倆劃分流管道。通過對這個流動過程的分析，我們總結(jié)出-流動收斂，漩渦這兩個流動影響因素對流經(jīng)t型管的總阻力損失負(fù)有重要責(zé)任。 圖4-7顯示了當(dāng)直通的組合流分支流體的雷諾數(shù)分別為200、400、600、800和1000時，與之對應(yīng)的單個和總阻力損失系數(shù)與雷諾數(shù)之間的關(guān)系。圖8和9顯示在劃分流共有分支出當(dāng)雷諾數(shù)=200，400，600，800和1000時，各自阻力損失系數(shù)和總體阻力損失系數(shù)之間的關(guān)系。 最終，在圖標(biāo)

7、中預(yù)測了有關(guān)阻力損失系數(shù)的適合公式，組合流共有分支的流速表明總阻力損失跟量級和每一分支處流速方向有關(guān)。這些相關(guān)性有利于指導(dǎo)液壓管道的實際設(shè)計。 根據(jù)模擬結(jié)果，可以得出一系列結(jié)論：組合流僅僅一個分支的流速增量導(dǎo)致相匹配分支的阻力損失系數(shù)變低而其他分支的阻力損失系數(shù)增加，總阻力損失系數(shù)也減低，這個結(jié)論同時適用于對稱和非對稱組合流。當(dāng)大部分流體從直分支進(jìn)入共有分支時，總阻力損失系數(shù)值顯著降低。對共有分支雷諾數(shù)設(shè)置為200-600的組合流來說，對稱組合流引起的總壓力損失較非對稱組合流少，相反地，雷諾數(shù)設(shè)置為600-2000的組合流，對稱組合流引起的總壓力損失高于非對稱組合流，因此，為了獲得層流狀態(tài)高速

8、度組合流，我們必須采用非對稱組合流來減少能量損失。隨著共有分支入口處流速的增加，在另一個分開的分支處的阻力損失系數(shù)和總阻力損失系數(shù)都減小，次結(jié)論同時適用于對稱和非對稱劃分流。共有分支入口雷諾數(shù)為200-400時，對稱劃分流與非對稱劃分流之間的總阻力損失系數(shù)和總壓力損失的差異變小。共有分支入口的雷諾數(shù)為400-1000時，在減小總壓力損失方面，對稱劃分流較非對稱劃分流具有明顯優(yōu)勢。1 校驗為了檢驗獲得的結(jié)果，將其與7中的實驗結(jié)果相比較，可以看出，非對稱劃分流仿真結(jié)果中的總阻力損失系數(shù)在可比較范圍內(nèi)與參考數(shù)據(jù)一致。結(jié)論：通過等直徑t型管的組合流和劃分流的阻力損失公式和每一分支之間的阻力損失系。數(shù)的相關(guān)性利用能量法獲取。致力于研究正在申請液壓輸送管道的不同流動模式的等直徑t型管中層流油的阻力特性的數(shù)值模擬利用計算流體動力學(xué)進(jìn)行的。依據(jù)上述分析，可得出如下結(jié)論：（1）每一分支各自的阻力損失系數(shù)和共有分支總的阻力損失系數(shù)隨著t型管組合流和劃分流中與之相對應(yīng)的分支的流速的增大而減小。（2）液壓用油通過