En los sistemas de accionamiento hidráulico y en los sistemas de control proporcional/servo, el control del movimiento de la carga se consigue controlando el caudal del fluido. Supongamos que el fluido es incompresible a caudal constante, y se puede escribir su ecuación de Bernoulli de la siguiente manera:
Ecuación (2-3)
En la fórmula:
z - Distancia del centro de la sección de desbordamiento respecto al punto de referencia horizontal (m).
p - presión (Pa).
ρ - densidad del fluido (kg/m^3).
g - aceleración de la gravedad, g = 9,81m/s^2.
v - velocidad media en la sección de rebose (m/s).
La ecuación (2-3) es la ecuación de Bernoulli para un fluido ideal, donde el primer término expresa la energía potencial del fluido, el segundo término expresa la energía de presión del fluido y el tercer término expresa la energía cinética del fluido. Debido a la conservación de la energía, el fluido ideal fluye continuamente a través de dos secciones cualesquiera manteniendo constante la energía total.
Los subíndices en la Ecuación (2-4) indican dos marcadores de sección transversal cualesquiera bajo el mismo haz de flujo, respectivamente. Debido a la aplicación específica de la presión hidráulica, la presión real del fluido en el nivel de MPa, y la energía potencial formada por la diferencia de nivel de fluido es muy pequeña (diferencia de nivel de 10m causada por la energía potencial equivalente a 0,1MPa), y por lo tanto en la ingeniería es a menudo ignorada. Por lo tanto, la ecuación puede expresarse como una fórmula de un solo paso (2-5), a saber
La ecuación (2-5) muestra que, durante el flujo de una misma corriente de fluido, la presión disminuye de forma no lineal a medida que aumenta la velocidad y viceversa. La ecuación de Bernoulli explica por qué válvula hidráulica componentes se atascan cuando el carrete se invierte. La trayectoria del fluido cuando el carrete se invierte es el espacio entre el cuerpo de la válvula y el carrete. Puede utilizar la ecuación de Bernoulli para calcular el valor de la fuerza de bloqueo cuando el carrete se invierte.
Figura 2-2, por ejemplo, si el carrete anti-cónica y el orificio de la válvula entre la existencia de la distancia excéntrica b, el carrete y el orificio de la válvula entre la trayectoria del flujo se compensará, la trayectoria del flujo inferior del espacio B es mayor que la trayectoria del flujo superior del espacio A, de acuerdo con la ecuación de Bernoulli puede ser conocido, la tasa de flujo inferior es más lento que la parte superior del fluido AB dos en el proceso de la curva de distribución de presión como se muestra en la Figura 2-2, por lo tanto, en el carrete de la tarjeta lateral estanqueidad producida hacia arriba en el F0.
El aumento del apriete lateral de la tarjeta, exacerbará el valor de apriete de la tarjeta de inversión del carrete de la válvula. Un mayor apriete exacerbará la fricción entre el carrete y el orificio de la válvula cuando el carrete se invierte. Llamamos a esta fricción fuerza de sujeción hidráulica. Fuerza de sujeción hidráulica en algunos casos es muy considerable, por ejemplo, un diámetro de 16 cm de largo 12 mm con el núcleo, en el caso de la presión de trabajo de 21MPa, la holgura de diámetro 0,01 mm, cono 0,004, si el factor de fricción a 0,15 contando, lo que resulta en la fuerza de sujeción puede llegar a 158,9N.
Una forma de reducir o disminuir la fuerza de sujeción hidráulica es abrir una ranura de descarga en el carrete. Este método puede reducir eficazmente el valor de la fuerza de sujeción lateral.
Otra forma es utilizar un carrete cónico liso. Este enfoque da lugar a la dirección opuesta de la fuerza de sujeción lateral, como se muestra en la Figura 2-2. Las fuerzas de sujeción se compensan entre sí, lo que garantiza que el carrete permanezca alineado y evita el impacto de la fuerza de sujeción hidráulica en la inversión del carrete.
A través de la prueba también encontró que:
① fuerza de sujeción del carrete en la presión del fluido de 14MPa cuando el máximo. En este momento, utilice el método de ranuras de descarga. Este enfoque puede ayudar a reducir la diferencia de juego entre el carrete y el orificio de la válvula. Esto, a su vez, reduce la fuerza de sujeción hidráulica.
② Cuando la presión se eleva a 32 MPa, la fuerza de sujeción hidráulica caerá a cero. Esto se puede entender de la siguiente manera: la alta presión aumenta la deformación elástica del orificio de la válvula. Como resultado, la holgura entre el carrete y el orificio de la válvula cambia.
Aunque el análisis y la explicación teóricos pueden orientar sobre los problemas de flujo de fluidos en los componentes hidráulicos, son numerosos los factores que influyen en los productos específicos. Por lo tanto, sólo se puede obtener verificación mediante pruebas. Con la creciente popularidad de la tecnología de simulación, ahora puede utilizar métodos de simulación para el diseño de componentes hidráulicos. Estos métodos abordan eficazmente los factores inciertos. Antes, para obtener resultados era necesario realizar un gran número de pruebas, pero ahora puede obtener estos resultados a un coste menor. Además, se obtiene una comprensión más clara de los factores que influyen y de las conexiones entre los resultados. Esto permite llegar a conclusiones más idóneas. Este enfoque también ahorra considerablemente tiempo de desarrollo del producto. Con la estrecha combinación de simulación virtual y componentes físicos, la tecnología de simulación de diseño de componentes hidráulicos evolucionará. Avanzará hacia una tecnología de gemelos digitales de bucle cerrado. Esta dirección implicará la simulación semifísica y la integración de datos digitales.
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