Fakultetska 3, 72000 Zenica, Bosna i Hercegovina    |    tel. (+387 32) 444 420, 444 421     |    fax. (+387 32) 444 431    |    E-mail: rektorat@unze.ba
Univerzitet u Zenici
  Doktorske teze odbranjene na Univerzitetu u Zenici

Datum i mjesto odbrane:
16.06.2005, Mašinski fakultet
Kandidat:
mr. sc. Nedim Hodžić, dipl. inž. maš.
Mentor:
prof. dr. Nermina Zaimović-Uzunović

Naslov teme:
Numerička analiza procesa strujanja ulja kroz razvodne elemente hidrauličnih sistema

Rezime
Jedan od najznačajnijih hidrauličnih razvodnih elemenata je razvodni ventil ili razvodnik koji spada i u grupu upravljačko regulirajućih komponenti hidrauličnog sistema. Osnovna funkcija razvodnih ventila je usmjeravanje fluida u određenom pravcu i smjeru, što je odlika klasične hidraulike, dok u okviru proporcionalne i servo hidraulike, osim navedene osnovne funkcije, razvodni ventil utječe i na kinematske karakteristike i karakteristiku pritiska. U sistemima uljne hidraulike za upravljanje i regulaciju strujanja ulja ili nivoa pritiska koriste se razvodni ventili različite izvedbe. Izvedba razvodnog ventila sa klipom je jedna od najčešće korištenih, jer se velikim brojem različitih oblika tijela ventila i u njemu pokretnog klipa mogu ostvariti različiti utjecaji na strujanje ulja u sistemu kao i različiti nivoi pritiska, a sa tim i kvalitetnije upravljanje radom hidrauličnog sistema kao cjeline.
Razvodni ventil u okviru klasične uljne hidraulike ima zadatak da zaustavi ili omogući strujanje ulja u određenom pravcu i smjeru. Pri tome gubici energije koji nastaju u ventilu trebaju biti minimalni. Ako je razvodni ventil izveden kao proporcionalni ili servo ventil, može se ostvariti kontinuirano pomjeranje klipa tako da se protočni presjek postepeno mijenja. Time se utječe na karakteristike strujanja ulja i promjenu pritiska u hidrauličnom sistemu, što ima utjecaja na rad mašine ili postrojenja u koje je ugrađen hidraulični sistem, a isto tako preko ovih ventila uspostavlja se veza između komponenti elektronike i hidrauličnog toka, čime se zaokružuje proces automatizacije i upravljanja određenim procesom. Ugradnja hidrauličnih uljnih sistema sa klasičnim, proporcionalnim i servo razvodnim ventilima veoma je prisutna i značajna u industrijskim procesima, te su zbog toga razvodni ventili predmet većeg broja stručnih i znanstvenih istraživanja.
U ovom radu prikazana je primjena numeričke analize, bazirane na metodu konačnih volumena (MKV), u okviru analize strujanja hidrauličnog ulja kroz kanale i komore razvodnog ventila sa klipom. Po prvi put metod konačnih volumena primjenjen je za simulaciju i analizu stacionarnog i nestacionarnog strujanja hidrauličnog ulja na trodimenzionalnom modelu kanala i komora razvodnog ventila sa klipom.
Primijenjeni matematski model baziran je na osnovnim jednačinama mehanike fluida definiranim u integralnoj formi. Jednačine održanja mase, količine kretanja, energije i prostora, koje definiraju matematski model, zatvorene su odgovarajućim konstitutivnim relacijama. Osnovne jednačine su diskretizirane i transformirane u podsisteme nelinearnih algebarskih jednačina u kojima figuriraju nepoznate varijable kao što su komponente brzine, pritisak, temperatura, kinetička energija turbulencije i brzina njene disipacije. Zbog nelinearnosti ovi podsistemi jednačina rješavani su iterativnom metodom koja je bazirana na algoritmu razdvojenog rješavanja jednačina. Posebna pažnja posvećena je definiranju graničnih uvjeta.
Verifikacija mogućnosti primjene numeričke analize bazirane na metodi konačnih volumena za analizu stacionarnog i nestacionarnog strujanja hidrauličnog ulja kroz trodimenzionalni model kanala i komora razvodnog ventila sa klipom izvršena je poređenjem rezultata numeričkog proračuna sa rezultatima eksperimenta, analitičkog proračuna i rezultatima dobijenim primjenom drugih metoda. Osim toga verifikacija metoda izvršena je simulacijom strujanja hidrauličnog ulja kroz kanale i komore naizmjenično nepovratnog i nepovratnog ventila, što je, s obzirom na cilj istraživanja, samo djelomično prezentirano u radu. Utvrđeno je dobro slaganje rezultata numeričke simulacije sa rezultatima drugih metoda čime je dokazana primjenljivost metoda konačnih volumena za analizu strujanja fluida kroz kanale i komore razvodnih ventila sa klipom na trodimenzionalnom modelu.

Ključne riječi:
numerička analiza, numerička simulacija, metod konačnih volumena, razvodni ventil sa klipom, hidraulično ulje

Prezentacija:
download PowerPoint presentation, 8.4 MB >>


   početna stranica
webmaster