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用Simcenter Amesim 仿真节流孔径、压损以及流量的关系 概述 最近，开始学习Simcenter Amesim，进行系统仿真，真是越学越不由的感叹，德国工业的强大。真心不是一个级别，工程应用中，我身边有很多技术员都还翻手册，套用公式的打法，老外却一直都是钻研在软件的开发和应用。无论是我目前学习的Simcenter Amesim，还是工程3D设计中要到的solidworks,catia...哪个不是老外公司控制着。以前还特意发过文章 我国工业设计软件隐患，是机遇还是命门？{callout color="#2c76d3ed"}所以，不要整天看短视频，就觉得我们已经有多牛叉了，在工业建设中，长路漫漫，任重而道远！{/callout}学习感想 说远了，说说这段时间的学习感受吧，仿真和分析，其实现在大多数3D设计软件或多或少都会附带这个功能，比如我写的这篇流体有限元分析仿真 Flow simulation ,solidworks 但这些软件准确来说，更适合零部件的仿真计算，简单组件的仿真，如果是一个系统，比如液压系统... :$(傲慢) 天啊，不敢想，估计计算机要累死，操作人员也要晕倒，光是那个建模工作，稍有不慎，网格划分这关可能都过不了。 这恰恰是Amesim软件的优势，它更擅长做系统分析，系统搭建快速，仿真结果很快就可以搞定，搭配报表的多种显示分析，加上后处理，堪称完美。 这款软件目前似乎还没有汉化，这对一些看到英文就头疼的人，多少有点打击，我看一些大学似乎也开了这个课程，我个人认为，对没有工程经验使用的人，估计也会很痛苦。正文 目前我也只能算一个入门学习者，练习的时候，就很想用它去做我很感兴趣的课题：孔径、压差和流量，到底存在怎样的关系？以前也写过两篇文章： 压差、流量、节流孔径 计算公式简约版 、压差、流量、节流孔径存在怎样的关系？ 。 可见，我对这个问题很感兴趣，其中，我修正过a系数，取值0.53，HAWE公司的样本取值0.78系统搭建 下面是我用Amesim搭建的液压系统原理，非常简单，泵的最大流量设定是150L/min，溢流阀的开启压力是100bar，接了一个压力表，经过一个可变节流阀回油箱,节流阀的最大口径为10mm.节流阀的设置 系统可变节流阀的输入信号是一个0-1的系数，这个系数其实对应的就是节流阀最大口径面积的百分比,为了更直观一点来看，我做了一个简单的换算，见下表：系数k对应孔直径000.052.23 mm0.13.16 mm0.153.87 mm0.24.47 mm0.255.0 mm0.35.47 mm0.355.91 mm结果压差的变化 因为我的出口是直径回油箱，所以节流阀的入口（prot 3）压力就是压损值，见下图：流量的变化 节流阀的出口（prot 2）流量，见下图：结果 从曲线变化规律来看，是符合实际工作工况的，我们用这个公式反推一下a值： 最终得出： Amesim参数反推a值大约为0.42 德国hawe给的a值约为0.78 我以前试验自己得出的a值为0.53说明：以上公式是根据伯努利方程推算出来的,液体的两种状态：层流和湍流 是根据雷诺数进行判断（光滑金属管的雷诺数大约为2320，小于这个值为层流，大于这个数为湍流） 从上图可以看出：流量系数Cq，在层流状态下，和流量系数基本成正比，进入湍流状态后，系数Cq基本就会很稳定不变，所以AMESIM或HAWE都是按照湍流工况来处理的。进一步补充： 关于系数a差别这么大，我认为问题并没有解决，因为这个系数最终影响的结果值偏差太大。于是，我再次做了仿真： 条件： 介质：32##液压油 温度：30℃ 恒定的液压源：压力在10秒内，从0分别上升到10bar 和100bar 固定节流孔：孔径5mm 节流阀前后管道：采用DN10mm的长度为1m的管道。 分别从曲线中取值，7bar@33.3L/min和75bar@108.9L/min 利用HAWE公司的公式反推a值，得出的a值0.42 这个结果让我很抑郁，问题在哪呢？在AMESIM中，Cq的最大值是按照0.7来计算的，为啥我老是算出来是0.42？ 翻阅AMESIM的HELP文档，发下公式竟然还有后续： 目前我初步认为，系数Cq并不等同于计算公式中的a值，a值得结果是Cq*tanh函数得到的值。进一步验证我在美国sunhydraulics的英文产品样本中找到压差、孔径及流量三者之间关系的曲线图: 同时Sunhydraulics公司给出了计算公式: 说明，它的流量系数c值取0.6，液体密度是0.9 g/cm3{callout color="##baa7d9"} 注意，上面的系数a在下式简化中，直接另外引用的是c，并没有引用a，可以间接说明，a和c不相同。{/callout} 利用给出的公式来套用数据，是符合上面曲线的，同样，我在AMESIM中，将Cq值设置为0.6，设置：孔径5mm；压差7bar；最终得出的流量值是：28.5L/min, 是符合sunhydraulics的曲线数表的。 根据我以前做的试验数据，我更愿意相信0.6的这个系数的准确性，后续还得多做一些实际实验数据来进一步验证。最终总结隐藏内容，请前往内页查看详情
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