本文創(chuàng)新設(shè)計了一種機械結(jié)構(gòu)簡單、通流能力強、實現(xiàn)精度高的機械自力式恒流量控制閥模型。針對該模型結(jié)構(gòu),論文分別選用了其結(jié)構(gòu)相近的薄壁小孔和同心圓環(huán)的流量公式設(shè)計該模型核心構(gòu)件——閥芯,并運用CFD方法對理論計算得到的兩種模型在不同閥芯位移下的流動特性進行了數(shù)值模擬。數(shù)值模擬采用RNGk-ε湍流模型和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格SIMPLE算法。通過分析數(shù)值模擬,論文確定了以能得到更高控制閥壓差—閥芯位移線性特性的同心圓環(huán)流量公式作為理論設(shè)計依據(jù)。通過進一步模擬并分析得到的控制閥壓差—閥芯位移曲線,論文不斷改進閥芯設(shè)計曲線,最終得到了具有高線性度壓差—閥芯位移關(guān)系曲線的閥芯模型。 為進一步驗證恒流量控制閥的高精度性能,論文設(shè)計改進了恒流量控制閥流量壓差特性試驗平臺。并利用該平臺對設(shè)計的恒流量控制閥產(chǎn)品模型進行了實驗研究,得到了產(chǎn)品模型的流量—壓差特性曲線。曲線結(jié)果表明該恒流量控制閥能通過線性彈簧實現(xiàn)高精度恒流量功能。實驗結(jié)果還證實了CFD數(shù)值模擬是進行恒流量控制閥優(yōu)化設(shè)計和預(yù)測分析的一種可行有效的方法。 理論推導(dǎo)與實驗研究的結(jié)果還表明,改變彈簧彈性系數(shù)時,恒流量控制閥的平衡流量值和工作壓差范圍將按一定規(guī)律變化,但對流量控制精度的影響較小。因此,工程實踐中可以通過改變彈簧彈性模量值來滿足不同工作壓差范圍和平衡流量值的需求。 論文最后總結(jié)了40mm口徑管路中恒流量控制閥的設(shè)計思路,并通過CFD驗證將其推廣到其他口徑,實現(xiàn)了產(chǎn)品系列化設(shè)計目標。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH137.52
【部分圖文】：

圖1一l換熱站系統(tǒng)卜室外采暖系統(tǒng)安裝在各個建筑熱力入口的回水管上或供水管上(如圖1一2)，可保證各棟建筑物間的流量平衡，解決系統(tǒng)中的水流動態(tài)的波動，實現(xiàn)水系統(tǒng)按需分配，使循環(huán)水泵工作點在最佳范圍內(nèi)運行。一2一

圖1一2室外采暖系統(tǒng)淤室內(nèi)采暖系統(tǒng)在未安裝溫控閥的分戶控制系統(tǒng)中，可裝在每戶入口回水管上(如圖1一3右);在安裝溫控閥分戶控制的系統(tǒng)中則可采用外聯(lián)接取壓方式，裝在各個建筑的熱力入口的供水管上或各個單元共用立管的供水管上(如圖!一3左)，可根據(jù)用戶使用時間、溫度來調(diào)節(jié)流量的不同，消除水系統(tǒng)禍合關(guān)聯(lián)現(xiàn)象，保持戶內(nèi)系統(tǒng)的壓差恒定，使未調(diào)節(jié)的用戶散熱器流量不變，穩(wěn)定能量使用，實現(xiàn)節(jié)能目的。安多退整悶的用戶分戶控潤的用戶(無遏經(jīng)悶) ///// !!!!!!!!!!!!! }}}}}}}}} rrrrrrrrrrrrrrr五五五 五 五 五 五 }}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} UUUUUUU一 一 卜卜卜卜卜卜卜卜卜 卜卜沈，。節(jié)””!!!”“‘， ，

要實現(xiàn)大流量目的，必須增大控制閥通流面積。本文一改前人設(shè)計中以側(cè)流調(diào)節(jié)為主的設(shè)計方式，采用正面迎流調(diào)節(jié)，大大增加了控制閥通流面積。本文創(chuàng)新設(shè)計的恒流量控制閥三維模型，如圖2一2:圖2一2恒流量控制閥三維模型模型在工作壓差范圍內(nèi)的工作過程:當(dāng)工作壓差增大時，閥芯所受來流壓力大于彈簧壓力，閥芯向右移動壓縮彈簧，閥芯與擋板之間通流面積減少，直到來流壓力與彈簧壓力平衡，閥芯停止運動;當(dāng)工作壓差減小時，閥芯所受來流壓力小于彈簧壓力，閥芯向左移動，閥芯與擋板之間通流面積增加，當(dāng)來流壓力與彈簧壓力平衡時，閥芯停止運動。為實現(xiàn)恒流量目的，正確設(shè)計不同來流壓差對應(yīng)平衡狀態(tài)下閥芯與擋板間的面積是本文設(shè)計的重點。2.2恒流量控制閥的閥芯設(shè)計2.2.1閥芯設(shè)計原理通過控制閥的流量通常由控制閥的結(jié)構(gòu)尺寸和控制閥兩端的工作壓差決定。本文設(shè)計的恒流量控制閥模型起流量決定作用的通流截面(一般為最小截面積)為擋環(huán)與閥芯組成的環(huán)形面
【參考文獻】

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本文編號：2882538