高压隔膜泵单向阀流场与阀芯运动的动态耦合特性分析

来源：振动与冲击杂志2025年第3期北京时间：

作者：粟立静,，马军mjun@kust,，曾尧,，熊新,，丁文浩,

单位：1．昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明650500；2.昆明理工大学云南省智能控制与应用重点实验室，昆明650500

摘要：为揭示高压隔膜泵单向阀开合过程中流场与阀芯运动耦合机理，基于6DOF模型和动网格算法，构建单向阀流场与阀芯运动的耦合仿真模型。通过数值模拟，对单向阀的流场速度、压力分布及脉动特性进行分析，获得流场域随时间演变的速度和压力云图、全开度下的流场分布以及压力脉动时频域信息，并探讨弹簧参数及流体性质对阀芯运动的影响规律。结果表明：在单向阀一个开合周期内，位于阀隙流场处的流体流速激增，高速流体与腔内低速流体相接触形成剪切流动，在阀芯的周围流场形成大尺度漩涡特征；阀芯两侧流场存在较大压差，入口侧形成高压区，阀隙流场处呈现大幅度压力梯度变化且振幅波动显著，压力脉冲峰值频率集中在低频段内；随着弹簧刚度及预紧力增大，阀芯升程高度减小，回座撞击作用加剧，且预紧力对阀芯振荡影响较为显著；随着入口流量增大，阀芯升程高度增大，上升及回座速度增大，振荡幅度增大。<br>

关键词：单向阀；动网格；流速分布；压力脉动；阀芯运动