恒流量控制阀的设计及系列化研究

发布时间：2020-11-13 19:21

　　 本文创新设计了一种机械结构简单、通流能力强、实现精度高的机械自力式恒流量控制阀模型。针对该模型结构,论文分别选用了其结构相近的薄壁小孔和同心圆环的流量公式设计该模型核心构件——阀芯,并运用CFD方法对理论计算得到的两种模型在不同阀芯位移下的流动特性进行了数值模拟。数值模拟采用RNGk-ε湍流模型和非结构化网格SIMPLE算法。通过分析数值模拟,论文确定了以能得到更高控制阀压差—阀芯位移线性特性的同心圆环流量公式作为理论设计依据。通过进一步模拟并分析得到的控制阀压差—阀芯位移曲线,论文不断改进阀芯设计曲线,最终得到了具有高线性度压差—阀芯位移关系曲线的阀芯模型。 为进一步验证恒流量控制阀的高精度性能,论文设计改进了恒流量控制阀流量压差特性试验平台。并利用该平台对设计的恒流量控制阀产品模型进行了实验研究,得到了产品模型的流量—压差特性曲线。曲线结果表明该恒流量控制阀能通过线性弹簧实现高精度恒流量功能。实验结果还证实了CFD数值模拟是进行恒流量控制阀优化设计和预测分析的一种可行有效的方法。 理论推导与实验研究的结果还表明,改变弹簧弹性系数时,恒流量控制阀的平衡流量值和工作压差范围将按一定规律变化,但对流量控制精度的影响较小。因此,工程实践中可以通过改变弹簧弹性模量值来满足不同工作压差范围和平衡流量值的需求。 论文最后总结了40mm口径管路中恒流量控制阀的设计思路,并通过CFD验证将其推广到其他口径,实现了产品系列化设计目标。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH137.52
【部分图文】：

图1一l换热站系统卜室外采暖系统安装在各个建筑热力入口的回水管上或供水管上(如图1一2)，可保证各栋建筑物间的流量平衡，解决系统中的水流动态的波动，实现水系统按需分配，使循环水泵工作点在最佳范围内运行。一2一

图1一2室外采暖系统淤室内采暖系统在未安装温控阀的分户控制系统中，可装在每户入口回水管上(如图1一3右);在安装温控阀分户控制的系统中则可采用外联接取压方式，装在各个建筑的热力入口的供水管上或各个单元共用立管的供水管上(如图!一3左)，可根据用户使用时间、温度来调节流量的不同，消除水系统祸合关联现象，保持户内系统的压差恒定，使未调节的用户散热器流量不变，稳定能量使用，实现节能目的。安多退整闷的用户分户控润的用户(无遏经闷) ///// !!!!!!!!!!!!! }}}}}}}}} rrrrrrrrrrrrrrr五五五 五 五 五 五 }}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} UUUUUUU一 一 卜卜卜卜卜卜卜卜卜 卜卜沈，。节””!!!”“‘， ，

要实现大流量目的，必须增大控制阀通流面积。本文一改前人设计中以侧流调节为主的设计方式，采用正面迎流调节，大大增加了控制阀通流面积。本文创新设计的恒流量控制阀三维模型，如图2一2:图2一2恒流量控制阀三维模型模型在工作压差范围内的工作过程:当工作压差增大时，阀芯所受来流压力大于弹簧压力，阀芯向右移动压缩弹簧，阀芯与挡板之间通流面积减少，直到来流压力与弹簧压力平衡，阀芯停止运动;当工作压差减小时，阀芯所受来流压力小于弹簧压力，阀芯向左移动，阀芯与挡板之间通流面积增加，当来流压力与弹簧压力平衡时，阀芯停止运动。为实现恒流量目的，正确设计不同来流压差对应平衡状态下阀芯与挡板间的面积是本文设计的重点。2.2恒流量控制阀的阀芯设计2.2.1阀芯设计原理通过控制阀的流量通常由控制阀的结构尺寸和控制阀两端的工作压差决定。本文设计的恒流量控制阀模型起流量决定作用的通流截面(一般为最小截面积)为挡环与阀芯组成的环形面
【参考文献】

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本文编号：2882538