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蜡式温控阀是一种可以调节流体流量和自动控制其出口流体温度的调节装置,依靠感温包内的感温蜡随温度变化所产生的膨胀力带动阀杆工作,从而调节进入温控阀的冷、热流体流量,进一步有效控制出口混合流体的温度。因其具有结构简单、控温性能好、操作简单、自动化程度高等优点,广泛应用于各种热力设备中,如供暖系统、淋浴系统,内燃机车的润滑油冷却系统及各种液压系统中。针对洗澡水温度过高而烫伤的问题,人们研究并开发了温控阀,将温控阀应用于洗澡设备后,结果表明温控阀具有减少洗澡水烫伤的潜能。此外,将其用于太阳能热水器中也可解决其使用过程中冷热水难调,水温忽冷忽热的问题,实现对混合水温的调节。因此,温控阀的基本控温实验和内部流动特性研究对了解它的控温特性、掌握影响温控阀控温的主要因素、节约能源具有重要意义。本文为了评估洗澡设备中蜡式温控阀工作性能和安全性能,做了以下研究工作:1.推导和分析了温控阀的控温数学模型,自行设计试验系统,进行温控阀导杆位移随感温包温度变化的实验;将温度调节手轮定位在38℃,在冷水入口温度不变的情况下,改变入口热水温度,测量出口的水温,进一步验证温控阀的控温性能。结果表明:导杆位移随感温包温度的变化呈S型曲线,其中感温蜡的理想工作温度为35℃-55℃,此区间为感温蜡的固液两相区,在此区间感温蜡的体积膨胀率最大。此外,温控阀混合出口的水温变化范围在±1.5℃之间,静态偏差小,线性度较好。2.在建立温控阀物理模型的基础上,借助FLUENT软件,对不同入口速度条件、不同热水入口温度、不同冷热水入口比例下的温控阀内部流场的总压分布、总温度分布的变化趋势进行数值模拟,研究冷热水入口速度、温度及冷热水比例对温控阀内部流场的影响。结果表明:入口热水的温度及冷热水入口比例是影响温控阀控温的关键因素,而入口速度对温控阀控温的影响不大。