蓄热式燃烧炉(RTO)主要是通过高温氧化燃烧反应对挥发性有机物(VOCS)进行处理。为了减少能源的浪费,在废气处理后对其热量进行二次回收利用是很有必要的。高温阀在热量回收系统中作为一个关键部件,其对RTO的反应余热控制起着至关重要的作用。而不同规格的RTO需要配备不同口径的高温阀,并且要求高温阀能在800℃的高温环境下实现快开快关。因此当前不仅要保证高温阀具备流动性能好、热变形小、抗冲击能力强等特性,而且要提高高温阀的绘图效率。为了达到上述研究目的,本文作出了以下研究:(1)使用Fluent软件对高温阀在不同开度下进行有限元计算,得出高温阀在各个角度下的压力云图、速度云图以及迹线图,并通过计算得到高温阀的流阻特性曲线以及流量特性曲线。对仿真结果进行分析,发现高温阀在小角度开启时在阀板背风面存在较大的涡流,从而使压力损失增大,进而导致流阻系数增大,降低高温阀的流量系数。基于上述分析结果,对高温阀的结构进行初步改进,对改进后的高温阀在同样的边界条件下进行仿真计算,结果表明,改进后的高温阀流阻系数减少,流量系数增加,流通能力有所提高。(2)由于高温阀长期在高温环境下工作,因此对其在温度载荷下的变形情况进行研究是很有必要的。本文选用热-结构耦合的方法对高温阀进行数值仿真计算,并搭建试验台测得实际工况下的变形数据。通过分析,发现仿真数据与试验数据高度吻合,证明了仿真参数设置的合理性,并将改进后的高温阀在同样边界条件下的变形情况进行仿真计算,结果证明,改进后的高温阀的热变形量明显减少,基本消除了工况下高温阀的卡阻现象。(3)高温阀在紧急换热的时候需要阀板快速的关闭,关闭的瞬间阀板会对阀座产生较大的冲击力,因此本研究使用LS-DYNA软件对阀板关闭过程进行瞬态动力学分析。计算了高温阀在不同初始角速度下阀板碰撞瞬间的最大应力以及最大速度,结果表明,随着初始角速度的增加,碰撞瞬间的最大应力和最大速度逐渐增大。然后使用多目标遗传算法对阀板进行结构优化,优化后的阀板在碰撞瞬间的最大应力较优化前减少了 20%,重量减少了 5%,优化效果较好。(4)不同口径的高温阀拓扑结构都基本相同。因此本文在VS平台上对Solidworks进行二次开发,并且结合参数优化结果生成所有标准件和非标件的数据库,通过调用数据库中的数据编写出参数化设计软件,实现了同拓扑结构不同系列的高温阀的参数化建模,减少了工程人员的设计周期,提高了生产效率。