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蜡式温控阀是一种无需借助外力驱动,并且能够自动控制混合流体温度的阀门。它应用石蜡材料好的热胀冷缩特性,推动调节套简装置控制冷、热流体进口开口度大小,从而控制温控阀出口温度。由于其动作可靠、温度控制精度较好、节能性能高、无需外力驱动、结构简单等拥有自动化控制特点,因此被逐渐运用于采暖、供水、冷却等温度自动控制场合。 结合蜡式感温包的特性和温控阀的控温原理,设计一种应用于热水器中蜡式温控阀结构。同时通过实验验证了该蜡式温控阀样机的控温性能。 选用Fluent软件进行数值模拟,从而得到内部流场的温度场、速度场。通过深入分析内部流道流场分布规律,找出对温控阀控温精度有影响的问题。根据模拟分析结果可知,蜡式温控阀混合腔中温度分布很不均匀,阀体壁面到感温包温度呈梯度性降低,感温包周围温度与理想混合温度差值大,感温包没有感知到真实的感应温度,严重影响着感温包中石蜡熔化响应时间和控温精度。 通过改变结构来改变流体流动流态,使得冷、热流体对流换热充分混合,这样有助于混合流体的温度更加接近感温包真实感应温度,从而达到提高蜡式温控阀精度的目的。采用的改进方法: (1)在热流体入口加设导流结构,这样改变热流体流动方向,使得热流体和冷流体对流换热,混合程度激烈。 (2)保持进口总面积不变,把原先两个对称分布的入口改成四个对称分布的入口。 (3)结合改进的导流结构,改变感温包结构,使得在冷、热流体混合入口形成一个混合腔。 (4)把调节套筒上面的直孔改成斜孔,提高周向流动速度。 针对以上设计方案,运用Fluent对改进的结构进行模拟分析,改进后的蜡式温控阀感温包周围流场分布非常均匀,蜡式温控阀能够感应到真实感应温度,提高了蜡式温控阀控温精度。