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氣動式高溫流量調節閥多場耦合特性的研究
閱讀：2445發布時間：2012-10-11
超燃沖壓發動機工作時采用的是再生主動熱防護,燃料在進入燃燒室之前,燃油溫度能夠達到400～600℃。燃油流量調節的精度是發動機正常工作的重要保障,本文研究的氣動式高溫流量調節閥（簡稱高溫閥）主要用于超燃沖壓發動機燃油供給系統的流量調節,具有在高溫下工作時密封性能良好,流量調節精度較高的優點。本文介紹了氣動式高溫閥的結構和工作原理,研究了高溫閥的流量調節性能。高溫閥在調節高溫燃油流量時,因受熱膨脹而產生變形,影響高溫閥在正常工作時,高溫燃油的流量調節精度和調節速度等性能。本文采用熱流固多場耦合的方法,基于ANSYS有限元軟件,進行高溫閥熱力學特性的仿真分析,得到了高溫閥穩定工作時,閥體內部的溫度場、熱應變場及熱應力場分布規律。通過對高溫閥閥芯受力分析,建立了閥芯位移閉環控制的數學模型,基于Matlab/Simulink平臺對閥芯位移閉環控制的動態特性仿真分析,得到了動態響應速度、響應頻寬和zui大超調量等性能指標。為了得到高溫閥在實際工作時的流量調節性能,本文進行了試驗研究。搭建了高溫閥流量調節的試驗系統,在燃油工作溫度為400℃的條件下,測試高溫閥閥芯位移閉環控制的動態特性,得到了實際工作的動態響應速度、響應頻寬和zui大超調量。同時,還測試了高溫閥在達到熱平衡狀態過程中,閥體表面關鍵測點的溫度變化。zui后,將仿真結果和試驗結果比較分析,兩者吻合較好,驗證了仿真分析的可靠性。高溫閥的熱力學特性分析為閥的材料選取和結構改進提供了理論依據,由閥芯位移閉環控制的動態特性可以推斷高溫閥的流量調節性能。
自力式電控溫度調節閥（適用于較大口徑及導熱油控制），該閥zui大的特點只需普通220V電源，利用被調介質自身能量,直接對蒸汽、熱水、熱油與氣體等介質的溫度實行自動調節和控制，亦可使用在防止對過熱或熱交換場合，該閥結構簡單，操作方便，選用調溫范圍廣、響應時間快、密封性能可靠，并可在運行中隨意進行調節，因而廣泛應用于化工、石油、食品、輕紡、賓館與飯店等部門的熱水供應。
自力式電控溫度調節閥（適用于較大口徑及導熱油控制），該閥zui大的特點只需普通220V電源，利用被調介質自身能量,直接對蒸汽、熱水、熱油與氣體等介質的溫度實行自動調節和控制，亦可使用在防止對過熱或熱交換場合，該閥結構簡單，操作方便，選用調溫范圍廣、響應時間快、密封性能可靠，并可在運行中隨意進行調節，因而廣泛應用于化工、石油、食品、輕紡、賓館與飯店等部門的熱水供應。
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