李 成， 廖瑶瑶， 袁红兵， 廉自生， 刘 可

(1． 太原理工大学机械与运载工程学院， 山西太原 030024；2． 煤矿综采装备山西省重点实验室， 山西太原 030024)

引言

综采液压支架是煤矿综采工作面的重要组成部分，随着“智慧煤矿、智能开采”[1]理念的提出，对综采工作面提出了更高的要求。液压支架作为综采工作面关键的支护设备， 也必须走向智能化方向。电液控制阀作为液压支架核心控制部件，通过控制流体的流量及流动方向来满足液压支架的动作要求。目前液压支架用阀基本为开关阀，控制方式简单，液压支架动作单一。为了对液压支架进行姿态调节，必须使控制阀流量连续可控，基于此，设计出一款新型矿用高压大流量水压比例阀，用于满足煤矿行业开采需求。

该新型矿用水压比例阀使用水作工作介质，由于水的汽化压力高，可压缩性小，密度大，所以水压阀更易产生气穴现象[2]，从而影响比例阀流量特性。近年来，液压行业学者将流体力学理论及计算机技术相结合，即CFD(Computational Fluid Dynamics)技术，借助CFD技术对液压阀内部复杂流场进行模拟仿真和可视化分析，引入两相流气穴模型，可分析气穴现象对阀流量特性的影响。RICCARDO A等[3]对比例换向阀进行了气穴现象的试验与数值分析，利用高压出口模拟无气穴现象流场，利用低压出口模拟气穴现象流场，通过Fluent仿真与试验结果对比分析，得到气穴对阀口流量系数的影响规律。EDWARD L等[4]对比例阀阀芯所受液动力进行分析与补偿研究，通过对阀芯进行圆弧凹槽设计，利用Fluent仿真及试验，验证此设计可以有效补偿阀芯液动力。……