隔膜阀由于结构简单、密封性好、耐腐蚀和耐磨损等特点被广泛应用于流体控制系统中。超纯水隔膜阀隔膜一般由PTFE或PFA材料制成,在不同驱动方式的作用下隔膜产生不同程度的变形,从而导致阀口流动特性呈现明显差异。采用流固耦合的计算方法,研究了在手动和电磁两种驱动方式下,隔膜提升相同高度时的隔膜形变和阀口流动特性。结果表明,两种驱动方式的流量-压力系数均为线性关系,且电磁驱动隔膜阀流量-压力系数大于手动驱动;由于两种驱动方式作用下隔膜受力状态不同,导致电磁驱动隔膜阀的流量增益近似为恒定值,而手动驱动隔膜阀的隔膜发生了明显的偏置现象,其流量压力特性表现出明显的非线性特征。

螺纹插装式电磁换向阀在换向过程中阀芯主要受到电磁驱动力、液压负载力、弹簧力和摩擦力的作用。为了更加准确的模拟阀芯换向移动过程,将电磁驱动力、弹簧力及摩擦力的函数关系写入用户自定义函数UDF,在Fluent软件中实现电磁、液压之间的耦合计算。UDF实时计算各项力数值大小并在牛顿第二定律基础上得出该时刻阀芯运动速度,结合滑移网格法控制区域网格运动实现瞬态流场计算,得到阀芯运动更为准确的计算结果,在此基础上对螺纹插装阀换向过程