温控阀的优化设计+CAD图纸(3)
（2）传感器按形状分可分为管形传感器和杯形传感器。管形传感器内充装热敏介质为液体，而杯形传感器适用于固- 液相变材料如精馏石蜡。
为迅速、准确地将温度的变化量反应在上推杆行程上，从而调节阀门开度，传感器所吸收和散失的热量应尽量少。可通过较小的体积和质量满足此要求，但体积确定的情况下也可以通过选择某种较低热容的填充介质来实现。
（二）感温元件
温控阀的感温元件实质上是一个热膨胀型微位移驱动器。感温元件的关键部件是感温材料，感温材料被密封在铜罩内，由传热良好的导体铜罩感知被控对象的温度变化，随之铜罩将热量传递给密封的感温，使之发生体积变化，然后将感温材料的体积变化转换为推杆的直线运动，即感温元件产生微位移输出 [17]。
1.3.3 Fluent模拟仿真及流场分析
CFD软件是对流场进行分析、计算和预测的专用软件，科研人员可通过CFD软件在短时间内预测流场发展，从而获得优化设计方案。
根据温控阀内部的实际结构的特征和参数，采用三文设计软件建立其内部流场的三文物理模型；之后，应用FLUENT软件对不同工作情况下的数值模型进行三文数值模拟，从而得到其内部流场参数的可视化图形结果；然后，根据求解结果深入探讨了其内部流场规律、存在的问题以及产生原因，这些问题直接影响到感温包的感温精度和响应时间，从而影响温控阀的工作性能；再然后，针对发现的问题，进行优化设计，最后将优化后的阀内流场进行验证性模拟，进而证实对温控阀的优化设计的合理性[18]。
1.3.4优化设计
对阀体结构和温控包进行优化设计，使得温控阀的阻力损失最小，流量最稳定并且减少泄露。
1.4 预期创新点
蜡式温控阀作为一种具有节能性的控温装置，在各行各业有着广泛的应用，其性能的提高对于控温系统的正常工作，以及对于降低能源的消耗有着不可忽视的作用。因此，对于温控阀的基础结构研究具有非常深远的意义。
预期根据温控阀内部的实际结构的特征和参数，采用三文设计软件建立其内部流场的三文物理模型；之后，应用FLUENT软件对不同工作情况下的数值模型进行三文数值模拟，从而得到其内部流场参数的可视化图形结果。进而改进自动温控阀结构，包括：
（1） 利用fluent对温控阀内流场进行模拟，发现问题，然后对其结构进行优化，使其阻力损失最小。
（2） 增大感温包传热面积，达到扩大感温包壳与混合液对流传热量的优化目的
（3） 改善密封面，减少其流量泄漏；
最终尽可能多的节约能量，既减少流量损失，增加阀门开启的灵敏度而减少阀的泄漏量。
2阀门的设计与计算
2.1阀体设计
2.1.1 材料的选择
铜具有优良的导电和导热性，居所有工程金属材料之冠，而且铜的化学稳定性强，抗拉强度大，易熔接，具有抗蚀性、可塑性、延展性。如果在铜中掺入锌便可以得到铜锌合金即黄铜，普通黄铜的力学性能比纯铜更好，价格也便宜的多，在一般情况下不会生锈也不会腐蚀，同时塑性好，能很好地承受热压加工和冷压加工，机器制造业中，被广泛地用于制造各种结构零件，同时导热性能极好。因此本文所设计的温控阀阀体材料选择黄铜，加工方式为铸造。
2.1.2阀体选型
本文所设计的阀门用于建筑住宅中，安装载在住宅和公共建筑的采暖散热器上，是一种全自动的流体温度和流量控制装置。它的作用是当室内温度改变时，温控阀执行机构内件自动调节阀门开度，使地暖系统管道内流体随温度改变而改变，最终达到室内温度恒定的目的。因此无需外加驱动和控制装置，按照通用调节阀来设计即可。
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