Original scientific paper

https://doi.org/10.17559/TV-20141128090939

CFD simulacija smanjenja sila protoka fluida u hidrauličnom ventilu

Niko Herakovič orcid.org/0000-0002-2939-2891 ; University of Ljubljana, Faculty of Mechanical Engineering, Aškerčeva 6, 1000 Ljubljana, Slovenia
Jožef Duhovnik ; University of Ljubljana, Faculty of Mechanical Engineering, Aškerčeva 6, 1000 Ljubljana, Slovenia
Marko Šimic ; University of Ljubljana, Faculty of Mechanical Engineering, Aškerčeva 6, 1000 Ljubljana, Slovenia

Abstract

Ovaj članak opisuje neke moguće metode za smanjenje statičnih sila protok ulja u hidrauličkom ventilu sa uzdužnim klipom i malim "on/off" sjedežnim ventilom. Sa porastom strujnog toka i razlike tlakova dolazi do povećanja aksijalnih statičnih sila što prouzročava upotrebu viših potisni sila odnosno veću potrošnju energije pri upravljanu ventila. Spomenjeno rezultira obaveznom upotrebom aktuatora veće snage za direktno upravljanje hidrauličkog ventila. Sa stajališta potrošnje energije pri upravljanju ventilom ova tema je veoma važna. Da bi omogućili upotrebu aktuatora niže snage za direktno upravljane ventila s visokim protokom ulja, potrebno je smanjiti aksijale sile koje djeluju na klip u ventilu.Ovaj istraživački rad predstavlja jedno od mogućih rješenja s takvim dizajnom kućišta hidrauličkog ventila i klipa da strujni tok ulja kroz ventil uzrokuje minimalne statične aksijalne sile. Glavni parametri geometrije ventila sa uzdužnim klipom i malim "on/off" ventila su definirani i detaljno analizirani pomoću CFD (Computational Fluid Dynamics) simulacijskoj alata Ansys CFX. Poslije toga provedena je eksperimentalna analiza za validaciju numeričkog modela ventila. Rezultati istraživanja su vrlo obećavajući i dokazuju da aksijalna komponenta sile protoka, a stoga i snaga potrebna za aktiviranje, može se značajno smanjiti samo promjenom geometrije kućišta ventila i klipa. Tako je potrošnja energije za pogon smanjena na minimum, a dinamične karakteristike ventila su poboljšane u isto vrijeme.

Keywords

CFD simulacija; eksperimentalna analiza; hidraulički nasjedni ventil; hidraulički ventil s uzdužnim klipom; optimizacija geometrije; sile protoka fluida

Hrčak ID:

138109

URI

https://hrcak.srce.hr/138109

Publication date:

22.4.2015.

Article data in other languages: english

Visits: 3.221 *