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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:許哲維
研究生(外文):Jhe-Wei-Syu
論文名稱:具流動力補償之節能氣壓電磁閥設計與分析
論文名稱(外文):Design and Analysis of Energy-saving Pneumatic Solenoid Valve with Flow-force Compensation
指導教授:任志強任志強引用關係
指導教授(外文):Jyh-Chyang Renn
口試委員:陳宏明張祥傑
口試委員(外文):Hong-Ming ChenShyang-Jye Chang
口試日期:2015-07-15
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:71
中文關鍵詞:氣壓電磁閥流動力補償
外文關鍵詞:Pneumatic Solenoid ValveFlow Force Compensation
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氣壓電磁閥是一種電磁能轉換為機械能的電磁元件,廣泛應用於自動化設備中,其原理是利用電磁線圈激磁產生電磁力,再藉由電磁力推動閥體內部的閥軸產生位移,而斷電後則利用另一端彈簧將閥軸回歸至中立位置,進而完成開(ON)或閉(OFF)的作動。目前國內業界所生產的傳統氣壓電磁閥,大多尚未考量高壓氣體流經閥室衍生的流動阻力所造成的能量損耗,即多未具備節能特性,且近年來全球能源日益枯竭各國也積極地投入大量的人力與物力於綠色節能的研發上。有鑑於此,本文將進一步改善傳統氣壓電磁閥室內產生之流動阻力,藉以達到節能效果。本文主要研究工作分為兩部份,第一部份為應用CFD軟體對高壓氣體流經閥室進行了模擬分析,針對流出型與流入型等氣壓電磁閥重新設計閥軸幾何外觀以達到節能目的。第二部分則將CFD模擬出的最佳果,經由加工實體閥軸後,驗證初步模擬數值與實驗結果之誤差值。最後利用基於LabVIEW圖控程式所製作的最低操作壓力實驗平臺,並配合FESTO比例壓力閥來精準調控壓力輸出和使用SMC壓力開關與壓力感測器等儀器,來量測閥軸產生位移時之最低操作壓力值,並得到具體使用閥軸做過流動力補償設計前後之節能比例。
Pneumatic Solenoid Valve is an electromagnetic element which can convert electromagnetic energy into mechanical energy .It is broadly used in many industrial fields, such as the automation machinery, etc. it’s principle is utilizing electromagnetic coil excitation to generate electromagnetic force, and then this force pushes the valve spool inside the valve body to produce displacement. While power supply interrupts, the valve spool will be pulled to the neutral position by a spring at the other end, sequentially complete the open (ON) or closed (OFF) function. Currently, in domestic pneumatic electromagnetic valves, the energy loss resulting from flow resistance are almost not considered, which is generated by the high-pressure gas flowing through the valve chamber. They don’t have energy-saving characteristics. In recent years, the global energy depletion is also forcing many countries to invest a lot of manpower and resources to develop energy-saving technology .In view of this, this paper will talk about the further improvement of the flow resistance generated by the traditional pneumatic solenoid valve chamber ,so as to save energy. The research task is divided into two parts. the first part is the simulation analysis of the application of CFD. The analysis result is used to redesign the type of valve spool outflow and inflow’s geometric appearance. Finally to achieve the goal of designing an energy saving with flow force compensation. The second part is using the best result of CFD simulation to manufacture
valve spool, and to test and calculate the error value between the preliminary simulation number value and the final experimental result error value.Lastly, the minimum operating pressure produced with LabVIEW graphical program was used
to test the experimental platform. In addition, FESTO proportional pressure valve was used to accurately control pressure output and operate instruments, including SMC pressure switch and pressure sensor, to measure the minimum operating pressure of valve spool displacement. Thus, the specific energy-saving efficiency of the flow force compensation design using valve shafts was calculated.
摘要 i
abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
符號說明 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.2.1 引導式氣壓電磁閥 2
1.3 文獻回顧 3
1.4 論文架構 5
第二章 CFDRC 數值模擬軟體分析 6
2.1 CFD簡介 6
2.2 CFD設計流程說明 7
2.2.1 CFDRC-GEOM前處理 8
2.2.2 CFDRC-ACE求解 8
2.2.3 CFDRC-VIEW後處理 10
2.2.4 CFDRC閥軸設計流程圖 11
第三章 引導式氣壓電磁閥之CFD數值模擬分析 12
3.1 流動力與節能特性之關係說明 12
3.2 流體在平面閥軸內之流動分析 13
3.2.1 流入型流動力補償法 14
3.2.2 流出型流動力補償法 15
3.3 引導式氣壓電磁閥之CFD模擬 18
3.3.1 未補償閥軸模擬分析 18
3.4 流入型設計模擬分析 20
3.4.1 流入型設計結果分析 24
3.4.2 流入行之兩側壓差量測 25
3.5 流出型設計模擬分析 26
3.5.1 流出型設計結果分析 27
3.5.2 流出型之壓力差量測 27
3.5.3 壓力差量測結果統計 28
第四章 實驗台設備簡介 29
4.1 比例式壓力閥 29
4.2 資料擷取卡 ADLINK DAQ-2501 31
4.3 S&K 壓力感測器 31
4.4 SMC壓力開關 32
4.5 固態繼電器 32
4.6 LabVIEW圖控程式軟體 34
第五章 引導式氣壓電磁閥量測實驗 36
5.1 引導式氣壓電磁閥最低操作壓力量測 36
5.2 實驗結果與討論 38
5.2.1 最低操作壓力實驗之SMC壓力開關數值觀測 36
5.2.2 最低操作壓力實驗之壓力感測器量測 40
5.2.3 具備流入與流出型之最低操作壓力 41
5.3 模擬與實驗室結果誤差值 42
第六章 結論與未來展望 43
6.1 結論 43
6.2 未來展望 43
參考文獻 45
附錄A 修正CFD模擬參數流程圖 47
附錄B 田口方法之漩渦氣室設計流程 51
附錄C 36組錐度設計模擬圖 55

[1].Clark, R. N., 1957,“Compensation of Steady State Flow Forces in Spool
Type Hydraulic Valves”, Transactions of ASME, pp. 1784-1788, 1957.
[2].Merritt, H.E.,“1967, Hydraulic Control Systems”, John Wiley and Sons
Inc. New York.
[3].Paoluzzi R., Sedoni E., 2003,“CFD Analysis of the Intake Manifold of
a Hydraulic Circuit”, Proc. of the first International Conference on
Computational Method in Fluid Power Technology, Melbourne Australia.,
PP.29-38.
[4].Rinkinen J.,Ahlsedt H.,Nurminen T., 2003,“Experiencies of Fluid Flow
Modeling in the Design of Mobile Hydraulic Oil Tanks”. Proc. of the first
International Conference on Computational Method in Fluid Power
Technology, Melbourne Australia., PP.123-136.
[5].Huguet D., Codina E., 2003, “CFD Analysis of Flow Forces on Direct
Acting Relief Minivalves .Proc. of the first International Conference
on Computational Method in Fluid Power Technology, Melbourne Australia.,
PP.201-210.
[6].M.Borghi.,2000,“ stationary axial flow force analysis on compensated
spool valves”.International journal of Fluid Power 1.N0.pp.17-25.
[7].Renn, J. C., Wu, J. M., 2000, ”Analysis and Compensation of the flow
force in a 4/3 Oil Hydraulic Directional Solenoid Valve,” J. of the CSME,
Vol. 21, No.2, pp.209-215.
[8].Renn, J. C., 2003, “Application of CED to Design a Power-Saving
Hydraulic Directional Two-Land-Four-Way Valve” Proc. of 1st Int. Conf.
on Computational Methods in Fluid Power Technology, pp. 83-94, Melbourne,
Australia.
[9].中野和夫,1986, Experimental Study for the Compensation of Axial Flow
Force in a Spool Valve,東京工業大學精密工學研究所。
[10].高橋義雄,1994,“Effect of Shapes of Oil Hydraulic Spool Valve on
Steady Flow Axial Force”,素材物性學雜誌第七卷第1 號13~20。
[11].近藤靖裕,2000, “Flow forces on a spool valve”,日本機械學會流體
工學部門講演概要集。
[12].近藤靖裕,2002, Analysis of flow forces acting on a spool valve,
46
日本機械學會論文集(B 編) 68 卷675 號。
[13].田中和博,2011, A study of flow force on a spool valve,九州工業大
學大學院情 報工學研究院機械情報工學研究所論文。
[14].成銘德,1998,比例閥閥軸流動力分析應用,逢甲大學,碩士論文。
[15].蔡名軒,2011,節能液壓電磁閥與邏輯閥分析設計,雲科大,碩士論文。
[16].謝岱凌,2011,LabVIEW 201X 虛擬儀控程式設計 高立圖書。
[17].陳靖,1992,液氣壓學 文京圖書。
[18].任志強,伺服液氣壓學(講義),國立雲林科技大學機械工程研究所。
[19].CDFRC 軟體內之範例教學 CFDRC\V2013\tutorials,2013。
[20].ADLink 官方網站(http://www.adlinktech.com/)。
[21].CFDRC 官方網站(http://www.cfdrc.com/)。
[22].經濟部工業局-電腦數值模擬設計於航太科技之應用。
(http://www.casid.org.tw/casid/editor_model/u_editor_v1.asp?id=417)
[23].中華文本庫-(http://www.chinadmd.com/)。
[24].維基百-(http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BB%A7%E7%94%B5%E5%99%A8)
[25].D3P-052 datasheet-( http://www.jelsystem.co.jp)
[26].FESTO 官方網站-( http://www.festo.com)
[27].SMC 官方網站-( http://www.smc.com.tw/)
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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