![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
限矩型液力偶合器内部两相流动数值模拟_唐欣怡.pdf
《限矩型液力偶合器内部两相流动数值模拟_唐欣怡.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《限矩型液力偶合器内部两相流动数值模拟_唐欣怡.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 年第 卷 月第 期机 械 科 学 与 技 术 :收稿日期:作者简介:唐欣怡(),硕士研究生,研究方向为流体机械及工程,通信作者:李志鹏,教授,硕士生导师,唐欣怡,李志鹏,王阳,等限矩型液力偶合器内部两相流动数值模拟机械科学与技术,():限矩型液力偶合器内部两相流动数值模拟唐欣怡,李志鹏,王阳,李铁梅,孙军红(长沙理工大学 能源与动力工程学院,长沙;湖南中特液力传动机械有限公司,湖南益阳)摘要:限矩型液力偶合器内部存在着复杂的气液两相流动,为掌握限矩型液力偶合器内部流场分布及转矩特性变化,分别采用()与 两相流模型对偶合器内部流场进行模拟计算,并对其转矩特性进行监测。通过 模型获得的偶合器内部
2、气液两相分布情况和通过 模型得到的其内部压力速度分布图能够较好地反映偶合器内部流场变化情况。仿真结果表明:模型能够较好地模拟出偶合器因流态转变而造成的转矩跌落情况,模型不能模拟出该效果,但在高、低转速比工况下模拟的转矩值仍具有一定参考意义。关键词:限矩型液力偶合器;气液两相流动;转矩特性;两相流模型中图分类号:文献标志码:文章编号:(),(,;,):,(),;,:;动压泄液式限矩型液力偶合器主要通过调节其内部充液率实现轻载启动、过载保护、协调多动力机运行等功能,内部流场特性决定了其转矩输出特性,因此研究限矩型液力偶合器内部流场对偶合器内部流道结构优化具有重要指导意义。目前针对限矩型液力偶合器内
3、部流场的研究方法主要有实验与()数值模拟。国内外学者主要通过实验方式对液力偶合器内部流场进行可视化研究,等通过 射线断层扫描成像技术对 充液率不同转速比的偶合器内部流场进行实验,得到其工作腔不同断机 械 科 学 与 技 术第 卷:面的气液两相分布情况。等通过在泵轮叶片两面安装平面阵列传感器的方式,得出了 充液率下转速比 、时泵轮叶片上压力面和吸力面的气液两相分布情况。李兴忠等利用()技术对偶合器内部流场进行测量,分析了在不同工况条件下不同流道区域的速度场和涡量场。卢秀泉等结合 技术对液力偶合器进行了可视化与外部特性同步测试实验,对调速工况下偶合器涡轮内部瞬态流动特性进行了研究。由于实验周期较长
4、、平台搭建成本较高且操作较为复杂,所以 技术在偶合器内部流场模拟研究方面得到了广泛的应用。等采用标准 湍流模型,利用 平均法对矩形流道的液力偶合器内部流场求解,发现仿真结果与实验测试结果吻合度较高,且解释了液力偶合器扭矩传递的物理过程。等利用 研究方法分析了影响限矩形偶合器性能的参数,奠定了将 技术运用到液力偶合器优化的基础。等利用 技术模拟液力偶合器两相瞬态流场,研究了不同充液条件、不同的叶片倾斜角度和速度比下液力偶合器的流动特性,得出叶片角度会影响流场速度分布情况、液相体积分数会影响传动性能的结论。张德生等将 技术应用到液力偶合器的流道腔型优化中,设计提出优化后的流道结构参数。赵继云等采用
5、 模型对阀控充液型液力偶合器在不同工况下的气液两相分布情况进行了模拟,揭示了阀控充液型液力偶合器内部环流变化规律,并分析了挡圈对环流形态的影响。王阳等利用 模型对液力偶合器内部流场进行瞬态分析,总结了其流场 结 构 的 变 化 与 规 律。卢 秀 权 等利 用 模型实现了对限矩形液力偶合器内部流场分布情况的预测,且通过试验获得的外特性对比,对数值模拟方法的适用情况进行评价。目前,针对限矩型液力偶合器内部两相流的研究主要基于单个两相流模型,不同工况下的偶合器内部气液两相流场差异较大,单一的两相流模型并不能完全适用于全工况限矩型液力偶合器内部流场进行的模拟,因此本文分别利用 与 两种两相流模型对
6、型限矩型液力偶合器工作腔进行瞬态分析,通过 模型得到其气液两相分布,通过 模型得到其压力速度场分布,从而揭示其内部流场特性,并得出两种两相流模型的适用性规律,为偶合器内部流场模拟提供方法。物理模型的建立本文选取 型限矩型液力偶合器为研究对象,对泵轮、涡轮及前辅腔之间工作腔中两相运动情况进行研究。此型号液力偶合器循环圆直径为 ,泵轮 枚叶片,涡轮 枚叶片,将其整体流道结构提取如图)所示,网格模型如图)所示。工作腔内油液为 号液力传动油,设置其密度为 ,黏度为 ,油液与空气之间的张力系数设置为 。图 几何模型为实现对 型液力偶合器工作腔内部的数值求解,结合偶合器的工作流场特点,首先假设:)偶合器工
7、作腔为密闭结构,无工作油液的流入流出;)偶合器叶轮为刚体,工作中无变形,流道空间不改变;)工作油液的黏性系数不变;因为泵轮、涡轮及前辅腔之间存在复杂的耦合运动,为保证数值计算的精度及收敛稳定性,本文使用高质量的六面体网格对偶合器流道进行划分,如图)所示,网格数量为,网格质量均大于。两相流模型分别选用 与 模型,湍流模型采用()方第 期 唐欣怡,等:限矩型液力偶合器内部两相流动数值模拟:程,压力、速度耦合方式采用()算法对偶合器瞬态流场进行数值计算。计算分析模型的建立 两相流模型限矩型液力偶合器内部的流动是三维的、不可压缩的非定常两相流动,选取的两相流模型是否合适对模拟结果的准确性有着较大影响。
8、本文分别选用 模型与 模型对限矩型液力偶合器内部流场进行瞬态分析。模型是一种简化的多相流模型,可以通过求解混合物的动量、连续性和能量方程、次相的体积分数方程和相对速度的代数表达式来模拟相。其连续性方程为()()式中:为质量平均速度,;为混合物密度,;为第 相体积分数。通过将各相的动量方程求和来获得混合相的动量方程,其可以表示为()()(),()()式中:为相的个数;为体积力,;为混合物黏度,;,为次相的漂移速度,。模型是在固定欧拉网格下的一种表面跟踪方法。前提是两种或多种流体不会相互混合。在 模型中,在连续性方程中引入了相体积分数这一变量,从而实现了对计算单元相界面的追踪。在每个控制体中,将第
9、 相流体的体积分数记为,其连续性方程为()()()()式中:为第 相的密度,;为第 相的速度,;为从 相向 相的传质,();为从 相向 相的传质,();为源项,其默认值为;为算子符号;为时间,。在 模型中,求解动量方程所得到的速度场被各相共用,动量方程取决于通过属性 和 的所有相的体积分数。()()()()式中:为相密度,;为动力黏度系数;为速度,;为压强,;为重力加速度,。滑移网格模型偶合器在运行过程中始终存在滑差,为了更好地模拟泵轮与涡轮之间的耦合作用,采用滑移网格模型对泵轮与涡轮区域进行数据交换。运用滑移网格时,计算域至少包含两个或多个存在相对运动的子域,每个子域存在一个或多个与其他相邻
10、子域的交界面,称为,本文 设置如图 所示。图 泵轮和涡轮流道的 示意图 初始化在使用 模型求解时,因为偶合器内部始终处于部分充液,因此需要对其进行初始化设置。恰当的初始化方法能够加快收敛速度,提高模拟准确度,本文试用了两种初始化方式,并对其收敛情况进行比较。方法一是以真实初始状态确定初始化气液两相分布,如图)所示。方法二是根据对结果的预估进行初始化设置,定义流道外围为液相,流道内部为气相,如图)所示。以转速比 充液率 的情况为例,分别使用两种初始化方法对液力偶合器内部流动进行模拟,并对其收敛速度及结果进行比较。图)为运用方法 初始化得到的泵轮转矩图,图)为运用方法 初始化得到的泵轮转矩图,可以
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 限矩型液 力偶 内部 两相 流动 数值 模拟 唐欣怡
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。