温控阀的优化设计+CAD图纸(2)
3.1.3几何建模 14
3.1.4 网格划分 15
4流体动力学分析 21
4.1流体动力学分析简介 21
4.1.1计算流体动力学介绍 21
4.1.2流场分析理论基础 21
4.2几何建模 22
4.3 网格划分与边界条件 23
4.3.1网格化分 23
4.3.2边界条件 25
4.3.3物理参数的确定 26
4.4 控制方程的建立与求解方法 26
4.5不同开度下的求解结果 26
4.5.1 求解结果 27
5 温包改进 35
6 阀芯形面的优化设计 37
6.1 阀芯形面优化设计 37
6.2 阀芯形面密封优化设计 37
7 弹簧组的优化 39
总结 40
致谢 41
参考文献 42
1 绪论
1.1 温控阀研究的意义
近年在我国新建筑住宅中温控阀被普遍应用，温控阀安装载在住宅和公共建筑的采暖散热器上。温控阀是一种全自动的流体温度和流量控制装置。它的作用是当温度改变时， 通过温控阀内件自动调节两流量, 使出口温度保持恒定,而无需外加驱动和控制装置[1]。温控阀可以根据用户的不同要求设定室温，它的感温部分不断地感受室温并按照当前热需求随时自动调节热量的供给，以防止室温过热，达到用户最高的舒适度。它具有结构简单、性能可靠和自动化程度高等优点。
为使地暖系统保持温度恒定，对室内温度控制的精度和温控阀的泄漏量要求愈来愈高。温控阀以其优良的性能而有着广阔的发展空间。因此，深入开展对温控阀的研究，对于提高国产自力式调节阀的质量，开发新型温控阀产品有着重要意义[2]。温控阀总体可分为：自力式温控阀和电动温控阀。自力式温度调节阀利用液体受热膨胀及液体不可压缩的原理实现自动调节。电动温控阀在暖通空调等温度控制领域应用较多。本文主要介绍自立式温控阀。
本次设计的给定的参数：阀口直径20mm，行程20mm，使用范围-20℃~110℃。
1.2文献综述
1.2.1 对温控阀结构及原理的研究
1.2.2自力式温控阀的分类
1.2.3国内外温控阀发展情况
（二）国外温控阀的研究现状及发展趋势
1.3 课题研究的内容
本课题该课题与上海三盛金属制品有限公司合作，要求基于CFD建立温控阀的物理与数学模型并求解，更改设计参数以使灵敏度最高且泄漏量最小。温控阀结构如图1-1所示。
图1-1 温控阀结构示意图
1.3.1 温控阀结构设计
该温控阀用于地暖系统保持温度恒定的，主要由阀体、阀门执行器、控制器和传感器四部分组成。
（一）阀芯
自力式温控阀阀芯将根据受热状态在衬套内运动，从而达到调节流量的效果。阀杆是传动元件。通过对感温包的膨胀量而计算出阀杆的行程、通过流量系数从而算出阀芯的形面尺寸。
（二） 阀体结构设计
阀体的设计过程中主要涉及的参数包括：温控阀阀体的流量、阀体的厚度、感温液体的选择、执行机构与阀体间的调节弹簧的刚度等。
1.3.2传感器的选择
（一）传感器的分类
（1）自力式温度调节阀温度传感器依据原理不同有以下几种主要形式：①基于液体的热膨胀性原理采用填充特种液体；②基于物理吸附原理填充合适的吸附剂和吸附质；③基于饱和蒸汽压原理填充挥发性液体；④基于气体的热膨胀性采用填充某种气体；⑤特殊场合应用的基于特种石蜡固- 液相变热膨胀性原理填充特种固体石蜡。
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