流體(tǐ)仿真在微型流體(tǐ)控制产(chǎn)品开发设计中(zhōng)的应用(yòng)

2023-06-28 09:10

引言:鸿创公(gōng)司的微型流體(tǐ)控制产(chǎn)品,限流器、单向阀、梭阀等;广泛的应用(yòng)在流體(tǐ)控制领域,这类流體(tǐ)控制产(chǎn)品,需要对流體(tǐ)能(néng)够精(jīng)密的控制,避免流體(tǐ)流动过程中(zhōng)出现旋涡、局部压力陡升、啸叫等现象;这些会让流體(tǐ)控制系统变得不稳定,发热量大、不易控制等。為(wèi)了有(yǒu)效的减少和消除以上问题,鸿创公(gōng)司从产(chǎn)品设计阶段,就开始用(yòng)专业的仿真软件去模拟仿真可(kě)能(néng)存在的问题和风险点,然后修改设计、样品试制、实践验证等诸多(duō)环节去保证高品质(zhì)的流體(tǐ)控制产(chǎn)品,正因為(wèi)有(yǒu)这样的多(duō)流程控制,使得鸿创公(gōng)司微流控产(chǎn)品越来越多(duō)的让客户信任和满意。

 

1.流體(tǐ)仿真的意义

现代化的产(chǎn)品要求,就需要用(yòng)现代化的理(lǐ)念、工(gōng)具(jù)去实施;我们知道,金属零部件的刚度、强度、寿命等等,都可(kě)以通过现在大量使用(yòng)的有(yǒu)限元去模拟工(gōng)况,进行结构优化,以满足轻量化,低成本,高效可(kě)靠的产(chǎn)品研发;同样,在流體(tǐ)控制领域里,也有(yǒu)类似的针对流體(tǐ)运动分(fēn)析的软件,这类软件可(kě)帮助我们有(yǒu)效的提高设计,设计前期发现问题,后期优化产(chǎn)品,帮助实现产(chǎn)品最优解。

对于较复杂的流體(tǐ)系统,液體(tǐ)在管路中(zhōng)、阀體(tǐ)中(zhōng)的流动非常复杂,如果设计中(zhōng)考虑不周,很(hěn)容易系统局部产(chǎn)生涡旋流动,系统震动、啸叫、发热、效率低下,控制度差等问题。如果前期能(néng)够很(hěn)好的通过仿真软件去仿真,就会有(yǒu)效的避免上述问题,所以,流體(tǐ)仿真对于产(chǎn)品的研发和改进非常重要。

下面我们以鸿创公(gōng)司的几款流控产(chǎn)品,通过流體(tǐ)仿真如何解决问题的应用(yòng)分(fēn)享。

 

2.流體(tǐ)仿真在限流器开发的实践和应用(yòng)

鸿创给某客户开发一款限流器,针对客户的需求,鸿创一共设计出了5款方案,详见下面的列表,依次方案為(wèi)A,B,C,D,E.方案的區(qū)别在于,液體(tǐ)流进限流器前后的角度,限流孔的長(cháng)度等。
鸿创通过某流體(tǐ)仿真软件,专业的仿真分(fēn)析,分(fēn)析结果如下表:

从上图可(kě)以看出:

1.方案A:流入限流器前流體(tǐ)有(yǒu)回流,但流出限流孔后,流向较清晰,不杂乱;更适合于对流量稳定性要求更高的场合;

2.方案B: 流入限流孔无A方案的回流,但流出限流孔后流向较C方案更為(wèi)杂乱;

3.方案C:较方案B来说,流经限流孔后流向较為(wèi)整齐,且流體(tǐ)流入限流孔前无回流,涡轮等,是较為(wèi)常用(yòng)的限流器作(zuò)用(yòng);

4.方案D: 很(hěn)明显的在限流孔入口前,有(yǒu)涡流回路产(chǎn)生;可(kě)能(néng)会产(chǎn)生啸叫、发热等情况,流经限流孔后,流向尖端压力较高,可(kě)以理(lǐ)解為(wèi)压力损失较大;

5.方案E:较方案D较好,流入2无涡流回路,但同样流線(xiàn)较為(wèi)杂乱。

从以上方案案例看出,限流器在设计初始阶段,通过仿真软件,就很(hěn)好的比较出方案的优劣和存在的问题,避免后期“踩雷”。从鸿创多(duō)年的实践经验来看,实际的情况基本上都是跟仿真结果很(hěn)类似的,仿真也是基于数學(xué)的计算而来,也是科(kē)學(xué)的,仿真具(jù)有(yǒu)现实的意义。

 

3.流體(tǐ)仿真在单向阀优化中(zhōng)的实践和应用(yòng)

下图是我司走量的某款单向阀,针对某一特殊需求的客户,客户希望再改的基础上,流量尽可(kě)能(néng)的大一些,其实我司的这款单向阀能(néng)够满足客户要求,但考虑到压力损失,发热等情况。我们经过研究,可(kě)以对这款阀,进行简单的改型:把内孔扩大一些,球體(tǐ)直径变大一些,同是,弹簧座重新(xīn)设计调整。

但调整设计后新(xīn)的问题可(kě)能(néng)会出现:内孔虽然大了,流过的流量变大了,但同时,球體(tǐ)也变大了,球體(tǐ)变大后,占用(yòng)流體(tǐ)流过的空间会更大,会挤压流體(tǐ)流过的空间,到底结果如何,还是需要流體(tǐ)仿真得到结论后才能(néng)实践。

 

通过建模,仿真分(fēn)析,如下图:

 

通过仿真分(fēn)加大析:了单向阀内孔,增加钢球,系统压力為(wèi)一个标准大气压下,流量从原来的3.84L/min提升到5.4L/min.通过仿真对比分(fēn)析,得知变大多(duō)大尺寸,流量增加了多(duō)少。有(yǒu)直观的理(lǐ)解,同时,尺寸变大后新(xīn)的问题也可(kě)以通过仿真数据看出来,后期实践的时候能(néng)有(yǒu)效的注意和解决。

结论:通过以上2个实际案例,分(fēn)析说明了流體(tǐ)仿真在产(chǎn)品开发、优化、改进中(zhōng)的实际意义,正是因為(wèi)鸿创专业的态度,精(jīng)益求精(jīng)做好产(chǎn)品给客户的宗旨,坚持采用(yòng)现代化的设计仿真分(fēn)析手段,使得流體(tǐ)控制产(chǎn)品越来越多(duō)的获得客户的好评和认可(kě),鸿创将坚持利用(yòng)好流體(tǐ)仿真工(gōng)具(jù),為(wèi)现有(yǒu)产(chǎn)品、客户定制化产(chǎn)品开发,提高效率,找到最优解而服務(wù)。

相信专业!相信鸿创的微流體(tǐ)控制产(chǎn)品!

 

4.如何咨询購(gòu)买封堵类产(chǎn)品?