兼顾能耗和散热性能的高速开关阀冷却流道的设计方法技术

本发明专利技术提出兼顾能耗和散热性能的高速开关阀冷却流道的设计方法，其特征在于：所述冷却流道为在开关阀外壳内布置的双出口串并联螺旋冷却流道，在开关阀工作时向冷却流道通入冷却介质使之与开关阀部件间强制对流换热，使开关阀工作时产生的热量得到有效散发以减小高速开关阀的温升；所述设计方法通过考虑不同的流道参数组合下对应的高速开关阀能耗与散热性能指标，对流道螺距，截面横纵比值和入口流速的搭配进行设计；根据不同流道参数与能耗和散热性能的对应关系进行多项式拟合；采用智能优化算法求解多目标优化模型，得到Pareto前沿解集；最后对Paroto前沿解集进行综合评价，获取最优流道参数；本发明专利技术大幅提升了优化效率，缩短设计周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速开关阀的冷却，尤其是兼顾能耗和散热性能的高速开关阀冷却流道的设计方法。

技术介绍

1、高速开关阀作为数字液压代表元件，凭借控制简单、响应迅速、抗污染能力强的特点，在航空航天等高端领域发挥着至关重要的作用。这些阀门通过精确控制液压油的流动，实现了对力和运动的精确调节，为飞行器的舵机系统、起落架收放、以及飞行控制系统提供了强有力的支持。

2、然而，尽管hsv在性能上具有显著优势，其在高频工作条件下的散热问题却逐渐成为制约其性能发挥的主要瓶颈。在这种条件下，电磁线圈因频繁的电源开关循环和承受高电压而产生大量热量，导致线圈温度升高，进而影响阀门的响应速度和控制精度，甚至可能引发线圈烧毁，造成系统失效。传统的高速开关阀散热方法存在一些不足与局限性，主要表现为：

3、1、传统电磁阀主要依赖自然对流或简单的风冷散热，存在散热效率相对较低，温度分布不均的问题。

4、2、传统散热设计往往难以在能耗和散热性能之间找到平衡点，设计周期较长，限制了在不同工况环境下的适用性。

技术实现思路...

【技术保护点】

1.兼顾能耗和散热性能的高速开关阀冷却流道的设计方法，其特征在于：所述冷却流道为在开关阀外壳内布置的双出口串并联螺旋冷却流道，在开关阀工作时向冷却流道通入冷却介质使之与开关阀部件间强制对流换热，使开关阀工作时产生的热量得到有效散发以减小高速开关阀的温升；所述设计方法通过考虑不同的流道参数组合下对应的高速开关阀能耗与散热性能指标，对流道螺距，截面横纵比值和入口流速的搭配进行设计；根据不同流道参数与能耗和散热性能的对应关系进行多项式拟合；采用智能优化算法求解多目标优化模型，得到Pareto前沿解集；最后对Paroto前沿解集进行综合评价，获取最优流道参数。

2.根据权利要求1所述...

【技术特征摘要】

1.兼顾能耗和散热性能的高速开关阀冷却流道的设计方法，其特征在于：所述冷却流道为在开关阀外壳内布置的双出口串并联螺旋冷却流道，在开关阀工作时向冷却流道通入冷却介质使之与开关阀部件间强制对流换热，使开关阀工作时产生的热量得到有效散发以减小高速开关阀的温升；所述设计方法通过考虑不同的流道参数组合下对应的高速开关阀能耗与散热性能指标，对流道螺距，截面横纵比值和入口流速的搭配进行设计；根据不同流道参数与能耗和散热性能的对应关系进行多项式拟合；采用智能优化算法求解多目标优化模型，得到pareto前沿解集；最后对paroto前沿解集进行综合评价，获取最优流道参数。

2.根据权利要求1所述的兼顾能耗和散热性能的高速开关阀冷却流道的设计方法，其特征在于：当开关阀外壳为圆柱形外壳时，所述设计方法的过程包括：首先搭建在圆柱形外壳内布置螺旋冷却流道的高速开关阀数值仿真模型；其次制定高速开关阀能耗与散热性能评价指标；再利用中心复合设计法确定流道参数的取值范围；接着通过模拟仿真得到不同设计方案与对应的能耗和散热评价指标结果；然后根据不同流道参数与能耗和散热性能的对应关系进行多项式拟合；采用智能优化算法求解多目标优化模型，得到pareto前沿解集；最后对paroto前沿解集进行综合评价，获取最优流道参数。

3.根据权利要求2所述的兼顾能耗和散热性能的高速开关阀冷却流道的设计方法，其特征在于：当冷却流道用于对开关阀的线圈部件实现强制对流换热时，所述设计方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的兼顾能耗和散热性能的高速开关阀冷却流道的设计方法，其特征在于：在步骤s1中，所搭建的高速开关阀的数值仿真模型中，阀外壳内布置的冷却流道采用液压油作为冷却介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雨铮，黄晓军，王年生，杜恒，黄惠，周时钊，黄秋芳，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：