稳态液动力的方向

文摘   科技   2023-12-27 20:53   江苏  

关于液动力的计算,不同的文献有不同的计算方式,甚至液动力方向目前都有不同的争论。

尤其是稳态液动力的方向,是一个极具争论性的话题。对于一般的滑阀结构,普遍认为稳态液动力的方向是让阀芯关闭,这个基本已达成共识,与实际试验结果也相符合。

大家所存在争议的,主要是针对内流式锥阀,这种结构的液动力不好分析。下面通过两种不同的方式来分析稳态液动力:

上图是外流式锥阀的示意图

为了简便计算,先以外流式锥阀为例:
液动力的分析较为复杂,有稳态液动力和瞬态液动力。根据动量定理,流体流过锥阀时控制体积的作用力为:

V为液流相对于阀芯锥面的速度与阀芯向上速度的合速度;A为阀芯和阀座之间的流通面积;

注:以上公式中:,由于控制体积内质量对时间的变化率与流出该控制体积的质量净变化率之和为零。故:

在这个运动的控制体积内,组成控制体积的阀芯也要产生动量变化,其大小为:

阀芯的动态过程计算较为复杂,只考虑稳态情况。此时公式中前三项都为零。所以:

以上是通过外流式锥阀分析得到的液流力。注意,此处不是对阀芯的作用力。
如果是内流式锥阀,则液流向下,也即Vh为负。
根据牛顿第三定理,则阀芯受到的反作用力向上,趋势为使阀芯打开。

下面再给出液流力的简化算法:

上图所示为内流式锥阀

与以上推导的公式一样。

方向分析:

流体沿轴向的方向向上,根据牛顿第三定理,则阀芯受到的反作用力向下,趋势为使阀芯打开。


注:以上仅为一家之言,仅供参考。

祝大家元旦快乐!

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