[發明專利]一種基于FLUENT軟件確定混水閥開度的方法

在審

• 申請號: 202010628107.6
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111832130A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 鄭偉呈;屠珊;周延;車少敏
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;F16K37/00;G06F111/10;G06F111/04;G06F119/08
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種基于FLUENT軟件確定混水閥開度的方法，建立混水閥的幾何模型，通過FLUENT軟件對混水閥內工質流場特性進行數值模擬，根據不同水壓的情況，設置不同的邊界條件，確定不同壓力下，混水閥出水達到適宜溫度時的閥門開度。本發明提供的方法可以在安裝混水閥之前就固定混水閥開度，避免了反復調節開度的問題，避免了過冷或者過熱情況的發生，提升安全性。

技術領域

本發明涉及混水閥開度計算技術領域，特別是涉及一種基于FLUENT軟件確定混水閥開度的方法。

背景技術

現在衛浴產品中所使用的冷熱水混合水龍頭，通常設置有混水閥，混水閥連接冷水管和熱水管，熱水管和冷水管處進口壓力的變化會影響混水閥內冷熱水的混合效果，冷熱水供水壓力波動直接影響混合后的溫度。在保證冷水和熱水的壓力保持相對穩定的情況下，即使冷熱水壓力不同，也不影響混合后的水溫。混水閥上設置有調溫開關(例如，用于調節溫度的手柄、用于調節溫度的旋鈕)，可以通過調溫開關來調節混水閥的開度，來達到適宜溫度。然而，在實際使用中，由于冷熱水管口的壓力大小不同(例如樓房中不同樓層的水壓不同)混水閥的開度往往需要反復多次調節，以使混水閥出水的溫度到達適宜溫度。調節過程中就可能出現水溫過冷或者水溫過熱的情況，影響正常使用，甚至會對使用者造成傷害。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于FLUENT軟件確定混水閥開度的方法，避免了反復調節開度的問題，避免了過冷或者過熱情況的發生，提升了安全性。

為了達到上述目的，本發明所采取的技術方案是：

一種基于FLUENT軟件確定混水閥開度的方法，建立混水閥的幾何模型，通過FLUENT軟件對混水閥內工質流場特性進行數值模擬，根據不同水壓的情況，設置不同的邊界條件，確定不同壓力下，混水閥出水達到適宜溫度時的閥門開度。

本發明的具體步驟為：

步驟一、建立混水閥模型：確定混水閥的尺寸大小和混水閥的內部結構，使用三維機械設計軟件SOLIDWORKS，建立不同開度下的混水閥等尺寸實體幾何模型；

步驟二、對不同開度下的混水閥等尺寸實體幾何模型進行分析，確定冷熱水流動的區域，對不同開度下的混水閥等尺寸實體幾何模型劃分網格；

步驟三、應用計算流體力學軟件FLUENT進行模擬，模擬不同冷熱水進口壓力條件下，混水閥等尺寸實體幾何模型出口溫度隨閥門開度的變化規律；

步驟四、根據模擬所得數據，得到不同用水需求下對應的閥門開度，進而在實際使用中提前確定混水閥出口水溫到達適宜溫度時混水閥的開度。

優選地，步驟二中，通過ICEM軟件對步驟一得到的混水閥等尺寸實體幾何模型劃分網格。

優選地，步驟二中，對混水閥等尺寸實體幾何模型劃分網格時，以結構化網格為主。

優選地，步驟三中，應用計算流體力學軟件FLUENT進行模擬的具體方法為：將步驟二劃分網格輸出的網格文件導入到FLUENT軟件中，選擇標準k-ε模型作為湍流模型；設置邊界條件：冷、熱水入口均設為壓力入口邊界條件，出口設為壓力出口邊界條件，壁面設置為絕熱無滑移壁面；其中標準k-ε模型如式(1)和式(2)所示：