تعیین ضریب تخلیه در تنگناهای ایجاد شده توسط اسپول و سه نوع پاپت مختلف در شیر‌های کنترل هیدرولیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه ماشینهای کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری دانشگاه تربیت مدرس و مربی دانشگاه صنعتی جندی‌شاپور، دزفول، خوزستان، ایران

3 دانشیار گروه ماشینهای کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، خوزستان، ایران

چکیده

در مدل‌سازی ریاضی و طراحی سامانه‌های هیدرولیک، تعیین دبی روغن عبوری از شیر‌های کنترل بر حسب ضریب تخلیه و سطح مقطع تنگنای ایجاد شده در آنها اهمیت ویژه‌ای دارد. با وجود آن‌که ضریب تخلیه به نوع جریان روغن عبوری از تنگنا وابسته است ولی معمولاً در شیر‌های هیدرولیک ثابت فرض می‌شود؛ به‌همین منظور در این مقاله، ضریب تخلیه‌ی تنگناهای ایجاد شده توسط اسپول و سه نوع پاپت متداول در شیر‌های هیدرولیکی به­صورت تجربی اندازه‌گیری شد. سپس بر اساس داده‌های تجربی، منحنی برازش شده‌ی ضریب تخلیه بر حسب ریشه‌ی دوم عدد رینولدز برای چهار نوع تنگنای ایجاد شده توسط عضوهای متحرک اسپولی،‌ مخروطی، کروی و استوانه‌ای استخراج ‌گردید. بررسی منحنی‌ها نشان می‌دهد که ضریب تخلیه در شرایط آشفته‌ی جریان برای هر نوع تنگنا مستقل از عدد رینولدز است. از طرفی، ضریب تخلیه در شرایط آرام جریان روغن عبوری از هر چهار نوع تنگنا، به­طور خطی با ریشه‌ی دوم عدد رینولدز تغییر می‌کند.  همچنین ضریب تخلیه در شرایط جریان آشفته برای تنگنای ایجاد شده توسط اسپول نسبت به تنگناهای شامل عضوهای متحرک پاپتی، کم‌تر است. ضمناً شیب بخش خطی منحنی ضریب تخلیه برای تنگنای ایجاد شده توسط اسپول نسبت به تنگناهای شامل عضوهای متحرک پاپتی بیش‌تر است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Discharge Coefficient in an Orifice Created by Spool and Three Different Poppet Types in the Hydraulic Control Valves

نویسندگان [English]

  • Saeid Minaei 1
  • Pezhman Nikandish 2
  • Barat Ghobadian 1
  • Mohammad Sheikh Davoodi 3
1 Associate Professor of Agricultural Machinery, College of Agriculture, Tarbiat Modarres University, Tehran, Iran
2 Ph.D Student of T.M.U and Lecturer of Jundi-Shapoor University, Dezful, Khuzestan, Iran
3 Associate Professor of Agricultural Machinery, College of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Khuzestan, Iran
چکیده [English]

In mathematical modeling and design of hydraulic systems, it is very important to determine the flow rate through control valves on the basis of discharge coefficient and also the orifice cross section created in the valves. Although the discharge coefficient depends on the oil flow type through the orifice, it is usually assumed as constant in hydraulic valves. Thus, in this paper, the discharge coefficient of orifice created by spool and three conventional poppet types in hydraulic valves were examined experimentally. Then, based on the experimental data, the curve fitting of discharge coefficient versus square root of Reynolds number was extracted for four types of orifice created by the moving members including spool, cone, spherical and cylindrical. Curve assessment showed that the discharge coefficient in turbulent flow for all four types of moving members was constant, but in the laminar flow conditions, the discharge coefficient linearly varied by square root of Reynolds number for them. The discharge coefficient in turbulent flow conditions for the orifice created by spool was lower than the other moving members. While, the slope of the linear part of the discharge coefficient curve for this orifice was more than others.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic Valves
  • Discharge Coefficient
  • Spool
  • Poppet