تحلیل تجربی و عددی عملکرد سوپاپ هیدرولیکی شامل پاپت مخروطی با نشیمنگاه لبه تیز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، ایران

چکیده

به منظور بهینه‌سازی عملکرد سوپاپ‌های شامل پاپت مخروطی با نشیمنگاه لبه تیز، در مدارهای انتقال توان هیدرولیکی، بررسی ویژگی‌های جریان روغن عبوری از آنها، ضرورت دارد. در این مقاله، تاثیر زاویه‌ی راس و جابجایی پاپت مخروطی و فشار روغن ورودی به سوپاپ، بر توزیع فشار و سرعت جریان روغن در محفظه‌ی سوپاپ و نیروی محوری وارد بر پاپت مخروطی، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. به منظور اطمینان از دقت عمل تحلیل عددی، نتایج حاصل از اندازه‌گیری نیروی وارد بر پاپت مخروطی با نتایج عددی مقایسه می‌شوند. بررسی‌ها نشان داد که با افزایش زاویه‌ی راس و جابجایی پاپت مخروطی، بیشینه سرعت جریان روغن عبوری از سوپاپ با کاهش روبه رو می‌گردد. همچنین، افزایش زاویه‌ی رأس پاپت، موجب اعمال نیروی محوری بیشتر بر عضو متحرک سوپاپ مخروطی می‌گردد. انطباق مناسب بین نتایج تجربی با نتایج حاصل از حل عددی، نشان از دقت عمل روند حل عددی مساله دارد. از طرفی، جابجایی پاپت در سوپاپ‌های با نشیمنگاه لبه تیز، اثر معکوسی بر نیروی وارد بر عضو متحرک پاپتی دارد.

کلیدواژه‌ها


[1]   نیک اندیش پ.، هیدرولیک مهندسی. دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، 1391.
[2]   نیک اندیش پ.، عضوهای منطقی در هیدرولیک. دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول، دزفول، 1395.
[3]   نیک اندیش پ.، سرو هیدرولیک. انتشارات جهاد دانشگاهی، تهران، 1392.
[4]  Costa G. K. and Sepehri N., A Critical Review of the Existing Models for Direct Operated Hydraulic Relief Valves with the Proposal of a New Modelling Approach. International Journal of fluid power, Vol. 18, pp. 142-153, 2017.
[5]  Resiga R., Bernad S. and Anton I., Vortex flow modeling inside the poppet valve chamber. In 7th Scandinavian International Conference on Fluid Power, Linkoping, Sweden, 2001.
[6]  Bazso C. and Hos C. J., On the Static Instability of Liquid Poppet Valves. Periodica Polytechnic Mechanical Engineering, Vol. 59, No. 1, pp. 1-7, 2015.
[7]  Sandor I. and Susan-Resiga R., Vortex flow analysis in poppet valve chamber. Journal of Modelling and Simulation in Engineering-Special Issue on Computational Fluid Dynamics and Its Applications, Vol. 6, pp.1-10, 2012.
[8]   نادری قمی ع.، بررسی عددی جریان داخل دستگاه ورتکس تیوپ و تاثیر شیر کنترل مخروطی بر عملکرد آن. بیست و دومین کنفرانس سالانه مهندسی مکانیک، اهواز، ایران، 1393.
[9]  Bazso C. and Hos C. J., An Experimental Study on the Stability of a Direct Spring Loaded Poppet Relief Valve. Journal of Fluids and Structures, Vol. 42, pp. 456-465, 2013.
[10]             Chen Q. and Stoffel B., CFD simulation of a hydraulic conical valve with cavitation and poppet movement. In 4th International Conference on Fluid Power, Dresden, Germany, 2004.
[11]             Juric Z., Kulenovic Z. and Kulenovic D., Influence of the hydraulic relief valve poppet geometry on valve performance. In 14th International Conference on TMT (Trends in Development of Machinery and Associated Technology), New York, USA, 2010.
[12]             Passandideh-Fard M. and Moin H. E., A computational study of cavitation in a hydraulic poppet valve. In 5th International Conference on Transport Phenomena in Multiphase Systems, Bialystok, Poland, 2008.
[13]             Yang Y., Wu J., Feng F. and Zhu Y., Flow characteristics of throttle valve with sharp edged seat. In 8th International Conference on Fluid Power Transmission and Control, Beijing, China, 2011.
[14]          نیک‌اندیش پ.، مینایی س.، قبادیان ب و شیخ‌داودی م. ج.، تعیین کمیت های موثر در رابطه‌ی خطی‌سازی شده‌ی جریان برای سوپاپ‌های کنترل جهت هیدرولیکی. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 44، ش. 1، ص 39-49، 1393.
[15]             Gomez I., Gonzalez-Mancera A., Newell B. and Garcia-Bravo J., Analysis of the Design of a Poppet Valve by Transitory Simulation. Energies, Vol. 12, 2019.