薄壁孔液阻流速、流量计算

1.薄壁孔定义
壁厚小于孔半径,孔前通道直径超过孔直径7倍以上,流态为湍流等前提条件满足时,该孔可以看做薄壁孔,通过的流量与孔两端压差△P的平方根大致成线性关系,不直接受到粘度影响。即:
   
2.在小孔处流速估算
在小孔处流速估算有两种方法:
2.1通过流量除以面积估算,比较适合油缸或者马达。
2.2通过压降估算,比较适合孔口。
对于调速阀、负载敏感多路阀等阀口压降通常为0.5Mpa,估算流速为
对于伺服阀等阀口压降设计为7Mpa,估算流速为
3.注意事项
3.1实际应用的小节流孔因考虑到加工方便,通常如下图所示,在一个内六角螺塞中钻一个孔。能做到壁厚小于孔直径就不错了。因此实际流量与公式计算得到的数值有所不同。
3.2孔口流量公式仅对图4-5b所示流动方向成立。如果反向,如图4-7所示,则通过的流量q会显著不同。
猜测:它是顺着喇叭口方向,在相同的阀口压差下,应该会通过更多的流量。
通过以上可以猜测,在如下不同形状可变节流口下,在相同阀口压降下,相同阀芯行程下,2箭头流动方向流量大于1箭头流动方向流量。有试验条件的可以验证。
下图表征多路阀阀口通流面积为P到A,或者P到B,是顺着喇叭口方向,类似于图4-7。因此有可能工程师用孔口流量公式计算出来的流量小于试验测试得到的流量。
3.3有测试报告称,当d=l,无倒角时,孔口流量系数a为0.72-0.77,。在略有倒角时,a可能达到1。这表示同样的压差下,通过的流量后者更多。
3.4随孔的形状而变的不仅是流量系数,甚至平方根关系也不一定能保证。因此,有文献把薄壁孔流量-压差关系表示成:
式中m=0.5-1。
总结:通过3.1-3.4可以猜测,如果取孔口流量系数a为0.7,我们根据下面公式计算出来的孔口流量比实测流量偏小。有试验条件的可以进行验证。

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