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液压集成块内部孔道流场的CFD仿真分析三

2021-10-21 08:17:45

3计算结果及分析

对数学模型进行求解并将计算结果转换成流线图、速度 矢量图以及压力、速度等值线图等,可以直观地展示流场的 特征。

3.1入流孔道的流场分析

从图2所示的流线图和速度矢量图上可看出,在入流孔 道绝大部分管长的范围内,流线是平行的直线束,速度矢量 的分布也呈现出很强的规律性,反映液流在该区域内得以充 分发展。随后,流线在直角转向结构的上游开始弯曲,最终 实现90°转向。需特别说明的是,在入流孔道末端的刀尖容 腔内有明显的漩涡产生,即图2a)中所标识的漩涡1.该漩 涡区不仅尺度较小,而且漩涡区流线较稀疏,速度矢量也较 小,反映漩涡强度较弱而从图3所示的压力云图上可见, 除直角转向附近压力值变化较明显外,入流孔道其他区域的 压力基本恒定(接近2.18MPa),即入流孔道的沿程损失较 小。

工艺孔道内流线非常密集,速度矢量 大,说明液流的流速很高。由于图2对液流内部的发展特征 不能直观示出,为此引入工艺孔道的过流断面图,借助于该 面上的速度分布图进行分析。

工艺孔道过流断面上的流体质点在X、Y、Z轴上有三 个速度分量,可相应得到三个速度分量的分布图,只有三个 速度分量在流场中都发展完全,才表明液流的速度发展充 分。图4所示为Y向速度分布图,以下仅以该方向为例进 行说明,其中y=0.005m截面是液流在上游刚刚完成第一次 转向时的孔道截面,y=0.035m则是液流在下游刚开始的二 次转向的孔道截面,有关坐标可参见图1.从图中所示Y方 向各不同位置的断面可见,相同截面上不同质点的Y向速 度分布始终没有表现出均匀流应有的规律性,而不同截面上 同一位置的质点的速度分量也没有呈现出规律性分布特征, 即液流的速度没有充分发展。由于液流在工艺孔道中没有发 展充分就进入下游直角转向结构,故对下游直角转向结构后 的流场分布具有明显的影响。同时由于速度分布的改变,造 成流动阻力大大增加,造成的压力损耗随之增大,这从图3 的压力分布图上亦可得到验证。

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