基于SolidWorks Flow Simulation的比例阀和真空泵的选型与优化_机械制造毕业论文_第一论文范文网
第一论文范文网免费提供机械制造毕业论文范文,机械制造毕业论文格式模板下载，并提供论文代写代发服务!
论文分类导航
基于SolidWorks Flow Simulation的比例阀和真空泵的选型与优化
撰文/ 北京七星华创电子股份有限公司工业炉分公司 张永军
北京盛维安泰系统技术有限公司 李跃超
在真空泵和罐体之间装一台比例阀，比例阀和真空泵配合可改变抽速，保证罐内恒压。比例阀根据压力变化要求提供维持需要压力，比例阀与真空泵的选型多数靠经验来匹配，往往出现高能耗。通过SolidWorks FlowSimulation 对设备进行分析仿真，通过数据对比最优化的对比例阀与真空泵体的选型。
一、问题的提出
在真空设备和半导体设备中，常常有这样的工艺要求，某罐体内通入恒定流量的气体，并且保证罐体内恒压。通常采用方案是由一支流量计通入恒定流量的气体，出口连接一台真空泵抽气，在真空泵和罐体之间装一台比例阀，这样比例阀和真空泵配合可改变抽速，保证罐内恒压。
如图1 所示是一款真空产品真空气路图，工作顺序如下。
（1）首先关闭气动挡板阀-Φ100 、电磁阀、流量计和电磁充气阀，比例阀开度100%，打开气动挡板阀-Φ16。
（2）然后开启滑阀泵-70L/S 预抽真空，真空度抽至30000Pa 时关闭动挡板阀-Φ16，比例阀开度0%，开启气动挡板阀-Φ100。
（3）真空度抽至2000Pa 时，罗茨泵-300L/S 开启。
（4）真空度抽至0.5Pa 时，关闭气动挡板阀-Φ100、罗茨泵-300L/S，开启电磁阀、流量计，流量计保证0.5L/S 流量的氩气。
（5）达到0.6atm 时开启气动挡板阀-Φ16，比例阀，比例阀和真空泵组成闭环，由PLC 控制其开度。此设备大部分时间在此状况下工作。
在一个实例中，比例阀结构是通径Φ20 的蝶阀，阀板在0°～ 90°转动，以实现0% ～ 100% 开启度。在保证0.6atm 恒压时，开启滑阀泵，比例阀开度8%。其8% ～ 100%调节用不到，而且极不灵敏。我们判断比例阀通径选大了。选多大合适呢？结合SolidWorks Flow Simulation 模拟，让我们寻找合适的比例阀通径。
SolidWorks Flow Simulation 是一款比较经典的流体分析软件，它能解决流体流动分析、热分析、共轭传热、瞬态分析，并能作出漂亮视频、图片、图表及报表，且易学易用。除了软件本身向导式的操作流程之外，强大的数据库可以让使用者减少搜集分析所需数据的工作量。更重要的是与CAD 的无缝集成，可以实现分析结果驱动CAD参数。使用者无需单独创建流体域，网格划分也极大地减少了使用者的工作量。总之无论是软件的工程化界面，全中文的在线帮助文档，都是使工程师不花费过多的精力在软件工具的使用上，而是让使用者有更多的精力用在产品的创新上（图2）。
二、模拟方案选定
事先的假定：由于比例阀结构尺寸很难得到，没有办法得到正确的几何模型，我们将其等效为小于相邻管径的圆形通孔。例如，管道通径Φ16，将比例阀看成可以调节成0 ～ Φ16 一段小管。
方案一：生成所有的结构模型，假定比例阀通径（例如Φ10），边界条件是入口（0.5/0.6）L/S 体积流量的Ar（如案例描述中0.5L/S 的流量是在1atm 下，需要换算在0.6atm 下的流量），出口体积流量70L/S，网格化后计算出现问题，因为此内流管道分析问题中有三个变量，入口压力、出口压力和流量，软件会根据已有的两个变量计算第三个变量，如题入口、出口都指定了流量边界条件，软件不支持此种边界条件的输入，换句话说入口与出口的质量是守恒的。所以此方案行不通。
方案二：分析此案例中零部件，流体在比例阀开度变化过程中，各管道和元器件流动参数比较稳定，但在比例阀前后接近的区域变化较大，因此将比例阀前后掐头去尾，等效成如图3 所示结构。
中间Φ10 部分可调，等效为比例阀阀板。左端为出口边界条件，抽速70L/S。右端不能添加体积流量入口边界条件，改为0.6atm 总压。我们计算比例阀开度为Φ10 时，右端入口是否为1atm 下0.5L/S 体积流量的Ar。环境为常温、0.6atm。调整比例阀开度，达到1atm 下0.5L/S 流量时，此开度即为所求。
三、模拟过程
在CAD 中完成建模，在FLOW 中软件可以使用【创建封盖】功能是模型完全封闭，符合内流分析的条件。软件可以自动识别流体区域，不需要指定流体域（图4）。
SolidWorks Flow Simulation 的向导可以完成分析项目的75% 的定义，包括定义：项目名称（分析项目可以与CAD 配置结合）、设置单位、分析类型（内流、外流，关注因素）、默认流体（支持子流域、流体混合）、壁面条件、初始条件和网格设置（可以关联CAD 模型的尺寸）等，如图5 ～图11 所示。
设置边界条件压力和体积流量，定义分析目标类型，使用方程式目标将入口的体积流量转换为1atm 下的体积流量（图12）。
结果后处理：可以查看网格、切面图解、等值面、流动轨迹和探测等结果可视化功能（图13）。
查看目标结果：可以查看入口、出口的质量流量、压力和速度之间的关系（图14 和图15）。
当比例阀开度等于Φ10 的孔时，如果需要保存炉体压力为0.6atm 的压力时，需要的流入系统的体积流量在1atm 时为8.0619L/S。如果0.5L/S 的流量维持0.6atm压力，需要调整比例阀开度，利用Flow 的参数研究功能可以寻找适当的比例阀开度尺寸。
选择参数研究中的目标优化，定义变量为模型孔直径尺寸，定义参数的变化范围1mm ～ 10mm（图16）。
添加目标并定义目标的公差范围（图17）。
优化算例点（图18 和图19）。
经过软件设计点的采样计算，按照定义的目标。软件优化孔直径为Φ2.658mm，取整Φ2.7mm，符合实际的比例阀调节开度。
运用参数研究中的功能，保持孔直径为Φ2.7mm 不变，改变出口的体积流体为70L/S、60L/S、50L/S、40L/S、30L/S、20L/S、10L/S、9L/S、8L/S，记录对入口体积流量的变化。添加边界条件作为变量类假设分析型为离散值（图20）。
定义目标参数输出（图21）。假设分析结果输出（图22）。
对比增大出口的体积流量对入口的参数（流量、速度）影响几乎不变，改变的是出口的流体速度与流体密度（可以将入口、出口的气体密度作为目标参数），使用出口大体积流量需要更多的能耗、流速过大会产生设备震动和噪音。
根据分析结果可以判断选用合适通径的比例阀。实际改为Φ10 通径比例阀。保持炉体内0.6atm 时开度40%，变化灵敏，精度高。
由于抽速大于某个值，对压力和比例阀开度没有影响，因此可以增加9L/S 抽速的旋片泵作为维持泵，在保证恒压时替代滑阀泵。如图23 所示。
（1）减少噪音。
（2）减少滑阀泵保养次数，增加滑阀泵寿命。
（3）降低使用成本，滑阀泵电机功率7.5kW，旋片泵电机功率1.5kW，价格5000 元，设备连续生产3 个月，所节省的电费，已经高于旋片泵价格。
（1）定义比例阀两端腔室的压力为目标，同时使用方程式目标表达压差，维持压力不能太低，要保证管道内存在流体流动时，本案例成立。
（2）实际工况，气体流经罐内加热体，但比例阀前后温差很小，且约等于环境温度，因此不考虑温度变化。
（3）此案例可制作一个原始模型，解决此类问题。
（4）将一个复制的系统问题，提取关键因素，合理的简化，是仿真分析的精髓。
浏览次数：　　更新时间： 14:19:47
网友评论《基于SolidWorks Flow Simulation的比例阀和真空泵的选型与优化》
本类论文总排行版
本类论文本月排行
本类论文本周排行您好，欢迎回来
您好，欢迎来到中国供应商！
达索上海地区设计验证软件SOLIDWORKS Flow Simulation，流体力学分析
达索上海地区设计验证软件SOLIDWORKS Flow Simulation，流体力学分析
孙女士市场部
营业执照已上传
邮箱已验证
发货地上海 黄浦区
发货期限不限
供货总量1000套
营业执照已上传
邮箱已验证
手机已验证
经营模式|其他
注册资本|50万人民币
企业类型|有限责任公司
公司地址|上海 上海 黄浦区 上海市黄浦区人民路885号淮海中华大厦2604室
供应产品分类
查看全部分类
本页信息为智诚计算机辅助设计（深圳）有限公司上海分公司为您提供的""产品信息，如您想了解更多关于"达索上海地区设计验证软件SOLIDWORKS Flow Simulation，流体力学分析"价格、型号、厂家请联系厂家，或给厂家留言。
品牌达索软件名称SOLIDWORKS版本语言简体中文版版本号2016系统平台要求Windows 7系统硬件要求按需配套附件无技术支持提供版本类型标准版
达索上海地区设计验证软件SOLIDWORKS Flow Simulation，流体力学分析
SOLIDWORKS&Flow&Simulation——&供产品设计人员使用的直观且强大的&CFD&仿真SolidWorks&Flow&Simulation软件是一款强大的&CFD（计算流体力学）工具，它消除了流体分析的复杂性，使您可以轻松地模拟流体流动、热传递和流体作用力，因此您可以调查流体或气体流动对产品性能的影响。&&&SOLIDWORKS&Flow&Simulation优势：1.评估和优化复杂的流动通过参数分析检查零部件内部和外部的复杂流动使您的模型和流动条件（如压差）一致，以满足设计目标通过动画的流动轨迹检测湍流和回流问题了解非牛顿流体（例如血液和液体塑料）的流动评估设计中不同的叶轮和风扇所带来的影响包括诸如孔隙、气穴和湿度等复杂效果&2.降低设计中出现的过热风险显示和了解产品内部和周围的温度分布将流动与热力分析相结合，模拟对流、传导和辐射效果应用与时间和坐标相关的边界条件和热源查找符合设计目标的尺寸，如热交换器效率从&EDA&热学属性获得热量源和&PCB&图层定义&&&&&3.优化&PCB&和电子零部件的热性能通过电子冷却模块，您可包括焦耳热效应，使用双热阻模型及导热管简化模型仿真零部件，并包括&PCB&属性，以评估和提高冷却效率。&4.预测和实现工作和生活环境中的气流和舒适度参数HVAC&模块包括高级辐射建模（如半透明材料和与波长相关的辐射特性）、舒适度参数和大型建筑材料数据库，用于评估工作和生活环境中的气流运动和温度。&5.使用功能强大且直观的结果可视化工具获得极具价值的分析信息利用剖面和曲面图解研究结果值的分布，包括速度、压力、漩涡、温度和质量比通过比较模式比较多种配置中的流体流动结果使用点、曲面和体积参数工具测量任何位置的结果按照任何&SolidWorks&草图绘制不同的结果列出结果并自动将数据输出至&Microsoft&Excel使用&eDrawings&以&3D&形式交流您的&CFD&结果&&如需咨询，请联系021-以上信息由智诚科技有限公司（ICT）提供，如需转载请与我们联系：0&
供应商信息
为客户提供一流的三维解决方案，在更短的时间内，设计更好的产品
智诚计算机辅助设计（深圳）有限公司(ICT)在1994年于香港成立，是一家专注于高科技领域专业化的市场营销和技术服务公司，旨在为制造企业的产品开发提供一整套完整的、实用的CAD/CAE/CAM/Mold/PCB及快速成型技术解决方案。
ICT自1996年开始成为SolidWorks 公司的认证分销商，为中国广东省、江苏省、上海、香港及澳门地区客户提供三维设计系统、三维设计解决方案及技术支持。ICT亦是中国区同时获得SolidWorks支援及培训、分析、高级服务及文档服务认证的分销商。ICT亦是Stratasys三维打印系统的代理商，向客户提供全球领先的三维打印机及快速成型技术。
经过二十年的发展，ICT不仅是工程系统解决方案的领先供应商，而且树立了自己的品牌，在业界赢得高度的认可及尊重。ICT专业优秀的团队为香港及中国地区工业、教育及政府机构，共计超过6000多个客户提供服务。
公司网址：.cn/
如需联系我们，请拨打021-
50万人民币
公司注册时间
公司所在地
上海 上海 黄浦区 上海市黄浦区人民路885号淮海中华大厦2604室
有限责任公司
工商注册号
主营产品或服务
孙女士市场部
地址上海 上海 黄浦区 上海市黄浦区人民路885号淮海中华大厦2604室
公司主页.cn/
上海 上海 黄浦区 上海市黄浦区人民路885号淮海中华大厦2604室
智诚计算机辅助设计（深圳）有限公司上海分公司
中国国际展览中心（老馆）
国家会展中心（上海）
深圳会展中心
中国国际展览中心（老馆）
北京亦创国际会展中心
上海新国际博览中心
免责声明：
本页面所展现的 达索上海地区设计验证软件SOLIDWORKS Flow Simulation，流体力学分析 信息及其他相关推荐信息，均来源于其对应的商铺，信息的真实性、准确性和合法性由该信息的来源商铺所属企业完全负责。中国供应商对此不承担任何保证责任。
友情提醒：
建议您在购买相关产品前务必确认供应商资质及产品质量，过低的价格有可能是虚假信息，请谨慎对待，谨防欺诈行为。
智诚计算机辅助设计（深圳）有限公司上海分公司
电话：021-
地址：上海 上海 黄浦区 上海市黄浦区人民路885号淮海中华大厦2604室
技术支持：
成功收藏此产品
图片验证码
最小订货量
我想了解贵公司产品价格方面的问题，请尽快和我联系。
您采购的商品达索上海地区设计验证软件SOLIDWORKS Flow Simulation，流体力学分析
您的手机号码
提交联系方式，获取供应商最低报价
孙女士 / 市场部
智诚计算机辅助设计（深圳）有限公司上海分公司
*联系我们时请说明来自中国供应商！
您的手机号码
填写手机号接收企业名片
图片验证码
*联系我们时请说明来自中国供应商！| |新手上路| | 快速咨询：400-600-1058
欢迎来到，淘课程，淘老师，淘工作，淘人才
还没有注册？请 |
Solidworks Flow Simulation教程（2014官方教程配套视频）-赵罘
Solidworks Flow Simulation教程（2014官方教程配套视频）-赵罘
本视频教程是根据《Solidworks Flow Simulation教程》（2013版）录制而成的，本视频的目的是让学员学习如何使用Solidworks Flow Simulation标准版软件。SolidWorks Flow Simulation 去除了计算流体力学的复杂性。您可以轻松快捷地仿真对成功设计至关重要的流体流动、传热和流体作用力。仿真真实条件下的流体和气体流动，运行“假设”情况，并快速分析浸润零部件或周围零部件上的流体流动、传热和相关作用力的影响。
点播价格：750
使用期限：
购买后在 999 天内 可点播 999 次。
老师/作者： 赵罘
总时长： 01:44:19 (共10个视频)
已有7人购买
3D淘客网 赵罘
赵罘，男，1972年出生，吉林长春人，北京工商大学 精密仪器及机械专业，副教授，工学博士，硕士生导师。参加工作以来一直从事计算机仿真研究。参
10个视频：75学点
CFD 仿真流体（液体或气体）穿过或绕过物体。分析可能非常复杂 —
例如，一种计算可能包含传热流、混合流、不稳定流和可压缩流。不使用某种仿真工具预测此类流对产品性能的影响可能非常耗时和代价高昂。
利用 SolidWorks CFD 对液体流、气体流或传热的分析，可以帮助您提供创新设计和更高的产品效率。解决的典型问题包括：
计算其效率的阀门的压差
要计算热舒适性因素的家庭或办公环境中的气流
要计算电子热力模型的电子零部件的温度分布
要计算推力和阻力的空气动力学仿真
关于本视频&
本视频教程是根据《Solidworks Flow Simulation教程》（2013版）录制而成的，本视频的目的是让学员学习如何使用Solidworks
Flow Simulation标准版软件。
本视频不覆盖Solidworks Flow
Simulation软件中计算流体力学（CFD)问题的每一个细节，所以讲终点想学员讲解成功运行CFD并进行分析所需的基本技能和概念。学员应该把本视频看成系统文档和在线帮助的补充，而不是替代。
本视频录制原则&
本视频是基于过程和任务的方式录制的培训教程。并不专注于介绍单项特征和软件功能。本视频强调的是完成一项特定任务所应遵循的过程和步骤。学员将学会为了完成一项特定的设计任务应采取的方法，以及所需要掌握的命令、选项和菜单。
关于配套文件&
本教程的配套文件中收录了课程中所需要的各种文件，包括：视频实例和练习题，这些文件在每个视频附件的压缩文件中。
该课程包含以下 10 个视频
新建一个solidworks flow simulation项目
1 准备用于分析的模型。在准备进行内部流动分析之前，使用“封盖”工具来封闭模型。选择“检查模型”命令，查看模型是否能够用于流体仿真。
2 设定流体仿真。使用向导来设置流体仿真项目。
3 加载边界条件。加载进口和出口的边界条件。
4 明确计算目标。一些特定的参数可以定义为分析目标，在完成分析后用户可以获取这些参数的信息。
5 运行分析。
6 后处理结果。使用各种solidworks flow simulation的选项来进行结果的后处理。
网络划分（mesh generation）
&&&&&&& 1 检查几何体。在网格划分之前，必须事先标定关注区域的缝隙或壁面。
&&&&&& 2 创建项目。使用“向导”创建一个项目。
&&&&&& 3 更改初始网络设置。用户可以更改初始网络设置，以处理壁面和缝隙。
&&&&&& 4 划分模型网络。网络生成完毕后，用户可以评估是否有必要进一步细化网格。如果网络质量已经足够好，则可以立即运算此分析。
&&&&&& 5 运算流体仿真。
热分析（Thermal Analysis）
&&&&&& 1 准备用于分析的模型。模型中很多不必要的特征都已经被压缩起来。&&
2 新建算例。使用“向导”来创建一个算例。
3 应用材料。对传导计算指定材料属性
4 加载边界条件和风扇。在入口端加风扇，并对整个模型加载边界条件。
5 运算这个分析。
6 后处理结果。使用各种solidworks
flow simulation的选项进行结果的后处理。
外部瞬态分析（The external transient analysis）
2 外部流动
3 瞬态分析
4 湍流强度
5 求解自使用网格细化
耦合传热（coupling heat transfer）
1 耦合传热
2 真实气体
FED缩放（FED zoom)
1 使用FED缩放求解
2 正确加载转移的边界条件
多孔介质（porous media）
1 使用多孔介质选项生成流体分析
2 使用组件控制命令
3 评价速度分布
旋转参照系（Rotating reference frame）
1 使用旋转参照流动处理问题
参数研究（parameter study）
1 使用参数研究特征建立一个分析
2 使用对称平面创建一个四分之一模型
3 正确后处理参数分析的结果
空化现象（cavitation phenomenon）
1 选择空化的流动类型
2 显示空化结果
如何获取积分？
视频星级：
请输入您的问题
版权归 2013
All Rights Reserved
京ICP备号 京公网安备08 3D淘客网提供solidworks视频教程和solidworks下载服务，淘课程，淘老师就来solidworks论坛SW里的Flow Simulation散热分析实例教程
SW里的FlowSimulation散热分析实例教程是一个SIMULATION的插件，我用过的版本中只有2011可以模拟。大致方法如下：（现在电脑上的是2010，本本上的是2011，在家里了）1.建模2.装配3.编辑材质————————分割线——————进入插件4.进入Simulation功能模块5.新算例中选择热力6.设置对流1.选择产品与空气接触面（多选，也可选择全部然后去掉没用的面）2.温度开始时开氏的（K），就是热力学温度，开氏温度=摄氏温度+273.15°，你要什么样环境温度可以按照这个公式算一下3.对流系数，不一样的环境系数不一样，老版本的传热学教材里注明，室内的空气的流通量较小，对流系数在5~8W(m^2·℃，户外在8~15W(m^2·℃，可根据使用环境进行设置。7.热量设置，选择光热器件的面。在这里未必要画出LED，因为那样对于新手很难选到LED底部的，可在几班的模型上拉伸出LED底部面积大小的面，最终模拟出来后去加热阻来算LED结温。一般来讲，LED的功率消耗包括发光和产生热两部分的，正常应该是在30%的光+70%的热，光效不一样的话会有很微妙的影响，可忽略不计的，这里我建议不要这么去考虑，如10W的光源就按照产生10W的热去模拟，而不是7W。（此处30%、70%仅限参考）8.划分网格，网格化分的越精细，模拟会相对精确，流体分析的模拟软件原理是一样的，有时间可以去了解一下。有一些小结构或者比较碎的结构可能造成网格划分失败，多是因为模型的局部有壁厚过薄或者两零件有干涉的情况，好好检查一下。9.右键---新算例，上面有选项，稳态和瞬态，此处选择稳态，即达到热平衡后的结果。10.计算模式哪里有三个选项，选择“D”开头的模式，具体名称忘记了。11.点击运算12.等···13.等···14.配置不好或模型较大的用户请重新启动计算机，双击Solidwoks，返回到第一步重新开始。我是这样做的，有高手觉得不妥的话欢迎指导！本打算图文并茂来着，但是电脑在家里，不好意思，就这样将就看吧，要是有什么问题的话，给我留言，但愿对各位有用！-————————————————————————补充：设置的时候有个接触面的设置，那里会具体到两种材料的接触模式所产生的温差。我们也可以把整个系统做的具体一点，如集胶体的厚度或硅胶垫的厚度都把它们拉出来，这样会更好一些。
& 果果文库所有资源均来源于互联网，仅供网友学习交流，若侵犯了您的权益，请联系我们予以删除。
3764&&人浏览
14612&&人浏览
915&&人浏览
14455&&人浏览
17737&&人浏览
6402&&人浏览
8019&&人浏览
10747&&人浏览
12117&&人浏览
3216&&人浏览
17080&&人浏览
17304&&人浏览
2256&&人浏览
4256&&人浏览
4222&&人浏览
本文标题：SW里的Flow Simulation散热分析实例教程 链接地址：
2013- Inc. All Rights Reserved 果果文库 版权所有 联系站长: ; 经营许可证编号:浙ICP备号&&&&&&&&如果您有模具设计行业、企业相关文库稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部，
邮箱投稿：，我要投稿
更多相关信息
发表评论共有位网友发表了评论
版权与免责声明：
①凡本网注明"来源：模具联盟网"的所有作品，版权均属于模具联盟网，转载请必须注明模具联盟网，违反者本网将追究相关法律责任。
②本网转载并注明自其它来源的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品来源，并自负版权等法律责任。
③如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
主办：青华工作室出版：中国模具研究中心
本站核心关键词：||||||