Estudio de las características del flujo bifásico de un orificio de amortiguación en un amortiguador oleo-neumático
Autores: Du, Siyuan; Zhang, Changming; Zhou, Ke; Zhao, Zhixin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio de las características del flujo bifásico de un orificio de amortiguación en un amortiguador oleo-neumático
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Oleo-neumático
Flujo bifásico
Amortiguador
Modelo de simulación
Longitud del orificio
Fuerza de amortiguamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El amortiguador oleo-neumático implica un complejo flujo bifásico en el proceso de trabajo. En este artículo, se estableció un modelo simple de amortiguador oleo-neumático, y se adoptó el modelo de flujo bifásico de volumen de fluidos (VOF) para simular con precisión la distribución del campo de flujo bifásico en el amortiguador a través del software comercial FLUENT 2020 R2. La precisión del modelo de simulación se verificó mediante el método de estimación de la fuerza de amortiguamiento ingenieril, y el error de los resultados de la simulación numérica en comparación con los resultados de la estimación ingenieril fue del 7-8%. A través de la simulación numérica, se estudió la influencia de diferentes longitudes y diámetros de orificio en la presión máxima, temperatura, velocidad y fuerza de amortiguamiento del aceite dentro del amortiguador. Los resultados mostraron que con el aumento de la longitud del orificio, la presión máxima, el caudal y la fuerza de amortiguamiento del aceite en el amortiguador disminuyeron. La temperatura disminuyó primero y luego aumentó, pero el efecto general fue pequeño. Sin embargo, de acuerdo con el contorno de fracción de volumen de aceite, la distribución gas-líquido en el amortiguador con un orificio mayor de 15 mm fue más caótica. Aumentar el diámetro del orificio tuvo un gran impacto en el amortiguador. La presión máxima, el caudal y la fuerza de amortiguamiento del aceite dentro del amortiguador se redujeron drásticamente, y la temperatura continuó aumentando. Estos resultados de investigación pueden proporcionar referencia para el diseño de optimización de amortiguadores oleo-neumáticos.
Descripción
El amortiguador oleo-neumático implica un complejo flujo bifásico en el proceso de trabajo. En este artículo, se estableció un modelo simple de amortiguador oleo-neumático, y se adoptó el modelo de flujo bifásico de volumen de fluidos (VOF) para simular con precisión la distribución del campo de flujo bifásico en el amortiguador a través del software comercial FLUENT 2020 R2. La precisión del modelo de simulación se verificó mediante el método de estimación de la fuerza de amortiguamiento ingenieril, y el error de los resultados de la simulación numérica en comparación con los resultados de la estimación ingenieril fue del 7-8%. A través de la simulación numérica, se estudió la influencia de diferentes longitudes y diámetros de orificio en la presión máxima, temperatura, velocidad y fuerza de amortiguamiento del aceite dentro del amortiguador. Los resultados mostraron que con el aumento de la longitud del orificio, la presión máxima, el caudal y la fuerza de amortiguamiento del aceite en el amortiguador disminuyeron. La temperatura disminuyó primero y luego aumentó, pero el efecto general fue pequeño. Sin embargo, de acuerdo con el contorno de fracción de volumen de aceite, la distribución gas-líquido en el amortiguador con un orificio mayor de 15 mm fue más caótica. Aumentar el diámetro del orificio tuvo un gran impacto en el amortiguador. La presión máxima, el caudal y la fuerza de amortiguamiento del aceite dentro del amortiguador se redujeron drásticamente, y la temperatura continuó aumentando. Estos resultados de investigación pueden proporcionar referencia para el diseño de optimización de amortiguadores oleo-neumáticos.