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比例式气液两相高温燃料流量调节阀的研究

作　者: 姜北
导　师: 李松晶
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 流量阀两相流比例特性超燃冲压发动机燃料调节
分类号: V233.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 76次
引　用: 2次
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内容摘要

燃油供给控制是超燃冲压发动机控制的重点,它对提高发动机的效率、改善发动机的工作模态具有重要的意义。由于采用吸热型碳氢燃料作为冷却剂,高温时燃油会出现两相流状态,将改变燃油的密度、粘度,这对燃油供给设计带来了很大的压力。因为燃油密度变化较大,控制燃油质量流量将比较困难。因此,为更好的控制燃料流量,研究两相流特性是十分必要的。在此高温条件下,普通材料的流量调节阀因受热不均,膨胀量不一致,将产生阀芯卡死或泄漏量增大等问题。为克服这些问题,本课题使用GH783合金加工比例流量阀。本文对比例式气液两相燃料流量调节阀进行了研究和分析。使用有限元软件Fluent建立了阀的两相流模型,分析两相流质量流量、压力和阀芯位移之间的关系,修正阀口流量系数。根据比例阀的受力分析,建立了比例阀的动、静态数学模型,并根据Fluent仿真结果修正数学模型参数,使用Matlab进行了仿真,对高温流量阀的静、动态特性进行了仿真研究,得出流量阀在常温和高温时几种工况下的比例特性曲线、流量—压差曲线和阶跃响应曲线,并比较不同工况下的特性曲线。搭建了试验台,分别在常温与高温条件下进行阀的特性试验研究,给出了比例阀的比例特性曲线,并与仿真结果进行了比较。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-13
  1.1 课题目的和意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-12
    1.2.1 冲压发动机供油系统研究现状  8-9
    1.2.2 两相流研究现状  9-10
    1.2.3 计算流体力学的发展  10-11
    1.2.4 比例阀及伺服阀研究现状  11-12
  1.3 课题来源与主要研究内容  12-13
第2章比例式气液两相高温燃料流量调节阀的数学模型  13-27
  2.1 比例式气液两相高温燃料流量调节阀的工作原理  13-14
  2.2 阀口流量特性有限元数学模型  14-18
    2.2.1 控制方程  14-16
    2.2.2 湍流模型方程  16-18
    2.2.3 阀口流量模型  18
  2.3 比例电磁铁模型  18-21
    2.3.1 比例电磁铁动态数学模型  18-21
    2.3.2 比例电磁铁静态数学模型  21
  2.4 比例式气液两相高温燃料流量调节阀整体模型  21-26
    2.4.1 比例式气液两相高温燃料流量调节阀的动态数学模型  21-25
    2.4.2 比例式气液两相高温燃料流量调节阀的静态数学模型  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章比例式气液两相高温燃料流量调节阀的仿真  27-49
  3.1 Fluent仿真软件简介  27-28
  3.2 比例式气液两相高温燃料流量调节阀的Fluent仿真  28-39
    3.2.1 几何模型  29-30
    3.2.2 Fluent求解器设置  30-31
    3.2.3 仿真结果分析  31-39
  3.3 Matlab软件简介  39-40
  3.4 比例式气液两相高温燃料流量调节阀的Matlab仿真  40-47
    3.4.1 静态特性仿真  42-45
    3.4.2 动态特性仿真  45-47
  3.5 本章小结  47-49
第4章比例式气液两相高温燃料流量调节阀的特性试验  49-59
  4.1 试验原理及步骤  49-50
    4.1.1 试验原理  49-50
    4.1.2 试验步骤  50
  4.2 试验台主要元件介绍  50-53
  4.3 试验结果与分析  53-58
    4.3.1 比例阀试验结果  53-58
    4.3.2 试验结果分析  58
  4.4 本章小结  58-59
结论  59-60
参考文献  60-64
攻读学位期间发表的学术论文  64-66
致谢  66

比例式气液两相高温燃料流量调节阀的研究

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