流體仿真在微型流體控制產品開發設計中的應用

引言：鴻創公司的微型流體控制產品，限流器、單向閥、梭閥等；廣泛的應用在流體控制領域，這類流體控制產品，需要對流體能夠精密的控制，避免流體流動過程中出現旋渦、局部壓力陡升、嘯叫等現象；這些會讓流體控制系統變得不穩定，發熱量大、不易控制等。為了有效的減少和消除以上問題，鴻創公司從產品設計階段，就開始用專業的仿真軟件去模擬仿真可能存在的問題和風險點，然后修改設計、樣品試制、實踐驗證等諸多環節去保證高品質的流體控制產品，正因為有這樣的多流程控制，使得鴻創公司微流控產品越來越多的讓客戶信任和滿意。

1.流體仿真的意義

現代化的產品要求，就需要用現代化的理念、工具去實施；我們知道，金屬零部件的剛度、強度、壽命等等，都可以通過現在大量使用的有限元去模擬工況，進行結構優化，以滿足輕量化，低成本，高效可靠的產品研發；同樣，在流體控制領域里，也有類似的針對流體運動分析的軟件，這類軟件可幫助我們有效的提高設計，設計前期發現問題，后期優化產品，幫助實現產品最優解。

對于較復雜的流體系統，液體在管路中、閥體中的流動非常復雜，如果設計中考慮不周，很容易系統局部產生渦旋流動，系統震動、嘯叫、發熱、效率低下，控制度差等問題。如果前期能夠很好的通過仿真軟件去仿真，就會有效的避免上述問題，所以，流體仿真對于產品的研發和改進非常重要。

下面我們以鴻創公司的幾款流控產品，通過流體仿真如何解決問題的應用分享。

2.流體仿真在限流器開發的實踐和應用

鴻創給某客戶開發一款限流器，針對客戶的需求，鴻創一共設計出了5款方案，詳見下面的列表，依次方案為A,B,C,D,E.方案的區別在于，液體流進限流器前后的角度，限流孔的長度等。
鴻創通過某流體仿真軟件，專業的仿真分析，分析結果如下表：

從上圖可以看出：

1.方案A:流入限流器前流體有回流，但流出限流孔后，流向較清晰，不雜亂；更適合于對流量穩定性要求更高的場合；

2.方案B: 流入限流孔無A方案的回流，但流出限流孔后流向較C方案更為雜亂；

3.方案C：較方案B來說，流經限流孔后流向較為整齊，且流體流入限流孔前無回流，渦輪等，是較為常用的限流器作用；

4.方案D: 很明顯的在限流孔入口前，有渦流回路產生；可能會產生嘯叫、發熱等情況，流經限流孔后，流向尖端壓力較高，可以理解為壓力損失較大；

5.方案E:較方案D較好，流入2無渦流回路，但同樣流線較為雜亂。

從以上方案案例看出，限流器在設計初始階段，通過仿真軟件，就很好的比較出方案的優劣和存在的問題，避免后期“踩雷”。從鴻創多年的實踐經驗來看，實際的情況基本上都是跟仿真結果很類似的，仿真也是基于數學的計算而來，也是科學的，仿真具有現實的意義。

3.流體仿真在單向閥優化中的實踐和應用

下圖是我司走量的某款單向閥，針對某一特殊需求的客戶，客戶希望再改的基礎上，流量盡可能的大一些，其實我司的這款單向閥能夠滿足客戶要求，但考慮到壓力損失，發熱等情況。我們經過研究，可以對這款閥，進行簡單的改型：把內孔擴大一些，球體直徑變大一些，同是，彈簧座重新設計調整。

但調整設計后新的問題可能會出現：內孔雖然大了，流過的流量變大了，但同時，球體也變大了，球體變大后，占用流體流過的空間會更大，會擠壓流體流過的空間，到底結果如何，還是需要流體仿真得到結論后才能實踐。

通過建模，仿真分析，如下圖：

通過仿真分加大析：了單向閥內孔，增加鋼球，系統壓力為一個標準大氣壓下，流量從原來的3.84L/min提升到5.4L/min.通過仿真對比分析，得知變大多大尺寸，流量增加了多少。有直觀的理解，同時，尺寸變大后新的問題也可以通過仿真數據看出來，后期實踐的時候能有效的注意和解決。

結論：通過以上2個實際案例，分析說明了流體仿真在產品開發、優化、改進中的實際意義，正是因為鴻創專業的態度，精益求精做好產品給客戶的宗旨，堅持采用現代化的設計仿真分析手段，使得流體控制產品越來越多的獲得客戶的好評和認可，鴻創將堅持利用好流體仿真工具，為現有產品、客戶定制化產品開發，提高效率，找到最優解而服務。

相信專業！相信鴻創的微流體控制產品！

4.如何咨詢購買封堵類產品？