CN102514846A - 均衡分流装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种均衡分流装置及方法，主要解决了现有分流装置流过各支管路的液体介质流量均不相同，而且会在某一支管路处出现断流现象，特别是在沥青行业中，断流或分配不均会导致加热不均匀，甚至会出现局部不能被加热，从而影响加热效果的问题。该均衡分流装置包括主管道，主管道上并联有N个支管路，N≥2，支管路包括细管道和支路管道，细管道一端与主管道连通，另一端与支路管道连通；细管道的横截面积为S_支，主管道的横截面积和各支路管道横截面积相同，且均为S_主，应满足0.9S_主≤S_支1+S_支2+...+S_支N≤1.1S_主。

Description

均衡分流装置及方法

技术领域

本发明涉及一种均衡分流装置及方法。

背景技术

现有通过液体介质来实现对物质进行间接加热或冷却的装置一般是通过泵来驱动高温或低温液体介质在管道中流动，通过热交换来实现对所需要加热或冷却的物质进行间接加热或冷却。由于泵的出口压力有限，为了提高加热或冷却效率，缩短加热或冷却时间，需要加大加热或冷却介质管道长度来增大换热面积，如果采用串联管路，随着管道长度加长，介质管道的阻力也跟着增大，这样就很难满足泵的出口压力要求，因此，工程上经常采用并联管路系统来降低管道阻力，满足泵出口压力要求。

在实际制作中，各支管路管道长度比较长，很难制作得完全一致，再加上各支管路入口很难保证在同一水平面上，各支管路出口也很难保证在同一水平面上。由于主管道的液体介质分流到各支管路，各支管路的液体介质流量比较小，流速比较低。由管道沿程阻力公式

(ΔP断面1和断面2之间的压力差，λ为沿程阻力系数，L为断面1至断面2之间的管道长度，d为管道截面直径，v为管内平均流速，ρ为液体介质密度)和不可压缩流体在重力作用下伯努利方程 $Z_1+\frac{P_1}{\mathrm{\ρg}}+\frac{{\mathrm{\α}}_1{v_1}^2}{2g}=Z_2+\frac{P_2}{\mathrm{\ρg}}+\frac{{\mathrm{\α}}_2{v_2}^2}{2g}+h_v\±E$ (Z为单位重量流体相对于水平参考面的位能，

为单位重量流体的压力势能，为单位重量流体的动能，α为动能修正系数，v为管内平均流速，h_v为单位重量流体沿流管的能量损失，E为单位重量流体在所取的流动管段内与外界交换的机械能)可以定性得出结果：由于管道沿程阻力与管道内液体介质流速的平方成正比，所以各支管路的管道阻力很小，各支路管道制作上的微小差别、各支管路入口处液体介质位能的微小差别、各支管路出口处液体介质位能的微小差别，都会引起各支管路管道阻力产生比较大的差异。由流量公式

(Q为流过支管路液体介质流量，C_d为流量系数，A为管道截面积，Δp为支管路入口处和出口处压力差，ρ为液体介质密度)可知，随着各支管路入口处和出口处压力差产生较大差异，就会导致流过各支管路液体介质流量产生较大差异，甚至某一支管路出现断流情况，从而导致加热或冷却不均匀现象，甚至出现局部不能被加热或冷却现象。

采用如图1所示的并联管路所形成的加热或冷却系统，由以上定性分析可知，流过各支管路的液体流量均不相同，而且可能会在某一支管路处出现断流现象，从而导致加热或冷却不均匀，甚至会出现局部不能被加热或冷却，从而影响加热或冷却效果。

发明内容

本发明提供一种均衡分流装置及方法，主要解决了现有分流装置流过各支管路的液体介质流量均不相同，而且会在某一支管路处出现断流现象，特别是在沥青行业中，断流或分配不均会导致加热不均匀，甚至会出现局部不能被加热，从而影响加热效果的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该均衡分流装置包括主管道，主管道上并联有N个支管路，N≥2，所述支管路包括细管道和支路管道，细管道一端与主管道连通，另一端与支路管道连通；所述细管道的横截面积为S支，主管道的横截面积和各支路管道横截面积相同，且均为S_主，应满足0.9S_主≤S_支1+S_支2+...+S_支N≤1.1S_主，其中以S_支1+S_支2+...+S_支N＝S_主为佳；

连接主管道和各支路管道的细管道长度应满足该管路系统总阻力符合伯努利方程 $Z_1+\frac{P_1}{\mathrm{\ρg}}+\frac{{\mathrm{\α}}_1{v_1}^2}{2g}=Z_2+\frac{P_2}{\mathrm{\ρg}}+\frac{{\mathrm{\α}}_2{v_2}^2}{2g}+h_v\±E;$

在工程设计中假定泵入口处压力P₂，P₁为泵出口处压力，由于泵入口处和泵出口处管道截面积相同，所以液体介质流速相同，即υ₁＝υ₂，α为动能修正系数，一般取α₁＝α₂，Z₁为泵出口处位能，Z₂为泵入口处位能，ρ为液体介质密度，在泵入口到泵出口这段管道内不对外做功，所以E＝0，h_v为单位重量流体沿流管的能量损失。依据上述假设，伯努利方程简化为：

$Z_1-Z_2+\frac{P_1}{\mathrm{\ρg}}-\frac{P_2}{\mathrm{\ρg}}=h_v$

所以连接主管道和各支路管道的细管道长度应满足该管路系统总阻力符合经简化的伯努利方程。

该均衡分流方法，包括以下步骤：

选择能够对液体介质压力进行连续提升的泵，然后再根据已选定泵的进、出口通径选定该管路系统的主管道和各支管道直径：

在针对沥青升温罐中导热油分流时，其参考标准如下：根据需要加热的沥青在被加热前、后温度差，沥青比热及需要被加热的沥青质量计算需要进行热交换的热量，然后根据换热量计算泵的循环总量，最后再根据泵的循环总量选定泵；根据已经计算出的需要的换热量、换热系数以及加热前、后温度计算需要的换热面积；根据已选定泵的进、出口通径选定该系统主管道和各支管道直径(为了制作和采购方便，一般将主管道和支管道设计成直径相等)；

1]根据简化伯努利方程

计算选定的泵所能克服的管道阻力h_v；所述P₁为泵出口处压力，P₂为泵入口处压力，Z₁为泵出口处位能，Z₂为泵入口处位能，h_v为管路系统总阻力，ρ为液体介质密度；

2]根据设计要求确定并联管路系统的支管路数量N和支管路管道长度，然后根据泵的流量、支管路的管道长度、支管路的数量和支管路的管道直径计算这些并联支管路的总的管道阻力，使这些并联管路的总管道阻力近似等于(0.1～0.15)h_v；

3]根据并联管路的数量和已经确定好的主管道直径来确定连接主管道和各支管路的细管道的管道直径，使得细管道的截面积之和大于0.9S_主、小于1.1S_主，再根据确定好的细管道管道直径确定该细管道的管道长度，使得所有细管道的管道阻力之和近似等于(0.75～0.8)h_v；所述S_主为并联管路系统主管道横截面积；细管道的分布在结构许可的情况下尽量集中，减小各支管道从泵出口到各支管路入口处压力损失差异。

4]再根据上述步骤所得参数制备均衡分流装置。

上述步骤2中，若并联管路的总管道阻力无法等于(0.1～0.15)h_v，则对支管路的数量和支管路的管道长度进行调整，直到并联管路的总管道阻力近似等于(0.1～0.15)h_v。

上述细管道与支路管道之间的横截面积之比为1∶5～10，具体情况根据具体结构和换热管道总的换热面积而定。

上述各细管道面积长度均相等。

本发明的优点在于：

应用本发明提供的均衡分流装置，各支路的导热油分配基本均匀，不会出现断流的状况；特别是应用在沥青行业中，能够满足沥青快速升温罐设计要求，使得沥青被快速加热，并且加热比较均匀，不会出现局部不能被加热现象。

附图说明

图1为现有技术结构示意图；

图2为本发明提供的均衡分流装置结构示意图；

图3为沥青升温罐中主管道和之管路管道截面积一致的换热管路系统；

图4为沥青升温罐中改进后的导热油并联管路系统。

具体实施方式

如图1所示，通过泵来驱动液体介质在管道中流动，来实现对所需要加热或冷却的物质进行加热或冷却。由于泵的出口压力有限，为了提高加热或冷却效率，缩短加热或冷却时间，需要加大加热或冷却介质管道的管道长度来增大换热面积，如果采用串联管路，随着管道长度加长，介质管道的管道阻力也跟着增大，这样就很难满足泵的出口压力要求，因此，工程上经常采用并联管路系统来降低管道阻力，满足泵出口压力要求。

如图1所示，采用并联管路的各支管路流量计算如下(工程计算中假定各支管路的管道截面积与主管道相同，均为A，各支管路管道和主管道内径为d，主管道中各支管路之间的主管道长度相等，且均为L，各支管路的管道长度为L₁，各支管路的管道阻力近似相等，各支管路的入口和出口处分别在各自的水平面上(即：保证各支管路入口处的液体介质位能相同，各支管路出口处的液体介质位能相同)：

$Q_1=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{(P_1-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{P_1}{\mathrm{\ρ}}}---\left(1\right)$

$Q_2=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{(P_2-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{P_2}{\mathrm{\ρ}}}---\left(2\right)$

$Q_3=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{(P_3-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{P_3}{\mathrm{\ρ}}}---\left(3\right)$

$\begin{array}{c}......\\ Q_{m-1}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{(P_{m-1}-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{P_{m-1}}{\mathrm{\ρ}}}\end{array}---\left(5\right)$

$Q_m=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{(P_m-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{P_m}{\mathrm{\ρ}}}---\left(6\right)$

$\begin{array}{c}......\\ Q_n=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{(P_n-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{P_n}{\mathrm{\ρ}}}\end{array}---\left(7\right)$

式(1)～(7)中，Cd为流量系数，Cd＝Cc×Cv它是实际流量q与理论流量qT之比，即Cd＝q/qT(工程计算中假定各支路的流量系数相等，且均为Cd)；

ΔP₁为主管道中支路一至支路二之间的压力损失，等于主管道中支路一至支路二间的管道阻力；ΔP₁＝P₁-P₂＝λ×(L/d)×[ρ_xv₁ ²/2]，λ为主管道沿程阻力系数(假定各支管路之间主管道沿程阻力系数相同，且均为λ，v₁，v₂，v₃……v_m-1，v_m……v_n-1分别为各支路之间主管道中的液体介质流速)；

ΔP₂为主管道中支路二至支路三之间的压力损失，等于主管道中支路二至支路三间的管道阻力；ΔP₂＝P₂-P₃＝λ×(L/d)×[ρ_xv₂ ²/2]；

ΔP₃为主管道中支路三至支路四之间的压力损失，等于主管道中支路三至支路四间的管道阻力；ΔP₃＝P₃-P₄＝λ×(L/d)×[ρ_xv₃ ²/2]；

……

ΔP_m-1为主管道中支路m-1至支路m之间的压力损失，等于主管道中支路m-1至支路m间的管道阻力；ΔP_m-1＝P_m-1-P_m＝λ×(L/d)×[ρ_xv_m-1 ²/2]；

ΔP_m为主管道中支路m至支路m+1之间的压力损失，等于主管道中支路m至支路m+1间的管道阻力；ΔP_m＝P_m-P_m+1＝λ×(L/d)×[ρ_xv_m ²/2]；

……

ΔP_n-1为主管道中支路n-1至支路n之间的压力损失，等于主管道中支路n-1至支路n间的管道阻力；ΔP_n-1＝P_n-1-P_n＝λ×(L/d)×[ρ_xv_n-1 ²/2]；

……

P₁、P₂、P₃……P_m-1、P_m……P_n分别为各支管路入口的压力；

如图1所示，假设支管路二中有液体流过，支管路一中没有液体流过，即Q₁＝0，Q₂＞0。由公式1和公式2可以得出，P₁＝0，P₂＞0。支管路二中有液体流过，支管路二和支管路一之间的主管道中也会有液体通过，即：

即P₁＞P₂，与P₁＝0，P₂＞0相矛盾，所以上述假设不成立，支管路二中有液体流过，支管路一中肯定也有液体流过，而且，由公式1和公式2可以得出，支管路一中的液体流量大于支管路二中的液体流量，即Q₁＞Q₂。同样的道理，如果支管路三中有液体流过，支管路二中肯定也会有液体流过，而且支管路二中的液体流量大于支管路三中的液体流量，即Q₂＞Q₃。由以上定性分析可以知道，沿着主管道入口处到主管道末端方向，流过各支管路的液体流量逐渐减少，最后可能在某一支管路处出现断流情况。假定支管路m出现断流，此时Q₁+Q₂+Q₃+……+Q_m-1＝Q。而且在实际制作中，各支管路管道长度比较长，很难制作得完全一致，再加上各支管路入口很难保证在同一水平面上，各支管路出口也很难保证在同一水平面上。由管道沿程阻力公式 $\mathrm{\ΔP}=\mathrm{\λ}\×\frac{L}{d}\×\frac{{\mathrm{\ρv}}^2}{2},$ 局部阻力公式 $\mathrm{\Δ}{P}_r=\mathrm{\ξ}\×\frac{\mathrm{\ρ}{v}^2}{2}$ 和流量公式 $Q=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{(P-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{P}{\mathrm{\ρ}}}$ 可以定性得出结果：管道沿程阻力和局部阻力均与管道内液体介质流速的平方成正比，由于主管道的液体介质分流到各支管路，各支管路的液体介质流量比较小，流速比较低，所以各支管路的管道阻力比较小，各支路管道制作上的微小差别、各支管路入口处液体介质位能的微小差别、各支管路出口处液体介质位能的微小差别，都会引起各支管路入口处液体介质压力产生比较大的差异。根据流量公式可知：流经各支管路液体介质流量就会产生较大差异，甚至某一支管路出现断流情况，从而导致加热或冷却不均匀现象，甚至出现局部不能被加热或冷却现象。

采用如图1所示的并联管路所形成的加热或冷却系统，由以上定性分析可知，流过各支管路的液体流量均不相同，而且可能会在某一支管路处出现断流现象，从而导致加热或冷却不均匀，甚至可能会出现局部不能被加热或冷却，从而影响加热或冷却效果。

本发明采用如图2所示的并联管路(在主管道和各支管路之间增加一段截面积比较小的细管道)所形成的加热或冷却系统，通过缩小主管道与各支管路之间连接的细管道的管道截面积来提高此处管道阻力，相对降低各支管路管道阻力和各支管路之间的主管道的管道阻力对流经各支管路液体介质流量的影响，达到流经各支管路的液体介质流量基本相同，这样就可以解决加热或冷却不均匀现象，以及局部不能被加热或冷却现象。

在实际设计中为了简化设计和加工，将连接各支管路和主管道之间的细管道设计成截面积和长度均相等，所有连接各支管路和主管道之间的细管道截面积之和近似等于主管道截面积，连接各支管路和主管道之间的细管道长度要满足管路系统总的阻力要小于泵的出口压力，连接各支管路和主管路的细管道的管道阻力之和达到(0.75～0.8)h_v；各支管路管道截面积与主管道截面积相等，各支管路管道长度尽可能相等，各支管路弯头数相同，使得各支管路的管道阻力之和达到(0.1～0.15)h_v；各支管路入口尽可能处于同一水平面上，各支管路出口尽可能处在同一水平面上，使得各支管路入口处的位能差异小于0.05h_v，各支路出口处的位能差异小于0.05h_v。

由于连接主管道和各支管路的细管道管道长度短，所以很容易制作的比较一致，其管道阻力也基本上相等，且均为Δp_细。各支管路管道长度比较长，很难制作得完全一致，其管道阻力分别为

(由于各支管路中液体介质流速很低，而管道阻力(包括沿程阻力和局部阻力)均与液体介质流速的平方成正比，所以可以认为 $\▿{p_1}^{*}\≈\▿{p_2}^{*}\≈\▿{p_3}^{*}......\≈\▿{p_{m-1}}^{*}\≈\▿{p_m}^{*}......\≈\▿{p_n}^{*}$ )，由于各支管路管道截面积比较大，管道中液体介质流速小，连接主管道和各支管路的细管道管道截面积比较小，管道中液体介质流速大，而管道阻力和液体介质流速的平方成正比，在工程设计中通过调整连接主管道和各支管路的细管道的长度和系统中并联支管路的数量使得管路系统总的管道阻力达到(0.85～0.95)h_v。

各支管路入口处压力分别为：p₁ ^*、p₂ ^*、p₃ ^*……p_m-1 ^*、p_m ^*……p_n ^*，各支管路的液体介质流量分别为Q₁、Q₂、Q₃......Q_m-1、Q_m......Q_n。

由公式(8)～(13)可知，而且 $\▿{p_1}^{*},\▿{p_2}^{*},\▿{p_3}^{*}......\▿{p_{m-1}}^{*},\▿{p_m}^{*}......\▿{p_n}^{*}$ 远小于Δp_细，所以可以近似认为各支管路入口处的压力近似相等，即：p₁ ^*≈p₂ ^*≈p₃ ^*≈......≈p_m-1 ^*≈p_m ^*≈......≈p_n ^*。

$Q_1==C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{({P_1}^{*}-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{{P_1}^{*}}{\mathrm{\ρ}}}---\left(14\right)$

$Q_2=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{({P_2}^{*}-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{{P_2}^{*}}{\mathrm{\ρ}}}---\left(15\right)$

$Q_3==C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{({P_3}^{*}-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{{P_3}^{*}}{\mathrm{\ρ}}}---\left(16\right)$

$\begin{array}{c}......\\ Q_{m-1}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{({P_{m-1}}^{*}-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{{P_{m-1}}^{*}}{\mathrm{\ρ}}}\end{array}---\left(17\right)$

$Q_m=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{({P_m}^{*}-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{{P_m}^{*}}{\mathrm{\ρ}}}---\left(18\right)$

$\begin{array}{c}......\\ Q_n=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{({P_n}^{*}-0)}{\mathrm{\ρ}}}=C_d\×A\×\sqrt{2\×\frac{{P_n}^{*}}{\mathrm{\ρ}}}\end{array}---\left(19\right)$

式(14)～(19)中A为各支管路和连接主管道与各支管路的细管道组成各并联支路的管道当量截面积，由于各并联支路的管道组成情况基本相同，所以各并联支路的当量截面积相等，且均为A(所谓当量截面积，指的是制作单一直径大小的管道，使其管道阻力与并联支路的管道阻力大小相等，则该单一直径大小的管道截面积就是该并联支路的当量截面积)；各并联支路的流量系数Cd也相等，ρ为并联管路系统中流动的液体介质密度。

由公式(14)～(19)可知，由于p₁ ^*≈p₂ ^*≈p₃ ^*≈......≈p_m-1 ^*≈p_m ^*≈......≈p_n ^*，所以Q₁≈Q₂≈Q₃≈......≈Q_m-1≈Q_m≈......≈Q_n，即：流经各支管路液体介质流量近似相等。该发明解决了采用并联管路组成的加热或冷却系统加热或冷却不均匀现象、甚至局部不能被加热或冷却现象。以下为上述理论的实验验证结果：

在沥青快速升温罐设计中，为了使沥青快速升温，而且不能将沥青加热老化，所以采用导热油作为加热介质来加热沥青。首先用柴油燃烧器加热导热油，被加热的导热油通过导热油泵被泵入到沥青快速升温罐中的导热油换热管道，而一般的导热油泵均为离心泵，泵出口压力有限。为了使沥青快速升温罐中的沥青被快速加热，只能加大沥青快速升温罐中的导热油换热管道的换热面积，即：通过加长导热油管道的长度来增大换热面积。由于罐体结构所限，导热油管道中的弯头数量比较多，如果采用串联结构，该导热油系统的管道阻力将超过导热油泵的出口压力，导致该系统不能正常工作。所以只有采用并联管道系统，通过降低各并联管道中的导热油流速来降低整个导热油系统的管道阻力，在加大导热油管道换热面积的同时降低了该系统管道阻力，满足导热油泵出口压力要求，使整个系统能够正常工作。

为了验证上述理论的正确性，在沥青快速升温罐设计过程中完成了以下实验：

实验目的：

为了加大导热油管道换热面积和满足导热油泵出口压力要求，沥青快速升温罐中导热油换热管路采用八个支路的并联回路，为了保证沥青快速升温罐中的沥青被均匀加热，需要通过实验来检验八个支路中流过的导热油流量是否基本相等。

实验所需设备和仪器：

导热油泵(带电机)流量：18立方米/小时，扬程：40米、导热油过滤器、导热油金属软管、导热油、导热油油槽、磅秤、秒表、油桶、380伏电源和八支路导热油并联管道系统。

实验要测量的数据：

导热油泵在正常工作状态下，在30秒时间间隔内分配到八个支路的导热油流量。

实验结果记录：

如图3所示，各支路的流量记录如下：

支路1：0Kg；支路2：0Kg；支路3：0Kg；支路4：3.5Kg；支路5：8.6Kg；支路6：15.6Kg；支路7：17.9Kg；支路8：22.1Kg。

实验结果分析：该并联管路系统在设计中将主管道截面积和支管路管道截面积设计成大小相等，而支管路管道长度比较长，弯头数量比较多，各支管道制作差异大，通过并联分流后各支路中导热油流量比较少，流速低，各支路的管道阻力就很小，各支管道制作中的微小差异、各支路入口处相对于水平参考面位置差异、各支路出口处相对于水平参考面位置差异，都会引起管道阻力比较大的变化，所以就会出现各支路中导热油流量不均匀现象，而且在支路1、支路2、支路3中出现断流现象。

依据本发明提供的方案所作出的改进措施如图4所示：

在各支管路和主管道之间增加一段截面积比较小的细管道，各支路细管道的截面积之和近似等于主管道的截面积，提高局部管道阻力，降低各并联支路中粗管道制作差异对各支管路总体管道阻力的影响，并且通过管路系统总管道阻力的计算来调整细管道长度，使得管路系统总管道阻力达到(0.85～0.95)h_v。最后再完成各支路导热油流量实验，验证该改进措施是否有效。

实验结果记录：

各支路的流量记录如下：

支路1：8.1Kg；支路2：8.3Kg；支路3：8.2Kg；支路4：8.0Kg；支路5：8.0Kg；支路6：8.5Kg；支路7：9.0Kg；支路8：8.6Kg。

实验结果分析：根据以上实验数据分析，各支路的导热油分配基本均匀，能够满足沥青快速升温罐设计要求，即：使得沥青被快速加热，并且加热比较均匀，不会出现局部不能被加热现象。

Claims (10)

1.一种均衡分流装置，包括主管道，主管道上并联有N个支管路，N≥2，其特征在于：所述支管路包括细管道和支路管道，细管道一端与主管道连通，另一端与支路管道连通；所述细管道的横截面积为S_支，主管道的横截面积和各支路管道横截面积相同，且均为S_主，应满足0.9S_主≤S_支1+S_支2+...+S_支N≤1.1S_主。

2.根据权利要求1所述的均衡分流装置，其特征在于：所述各支管路的管道阻力之和为f_支总，f_支总＝(0.10～0.15)·f_总，其中f_总为管道系统总阻力；所述

h_v为单位重量流体沿流管的能量损失，设主管道连接有泵，其中P₁为泵出口处压力，其中P₂为泵入口处压力，Z₁为泵出口处位能，Z₂为泵入口处位能。

3.根据权利要求2所述的均衡分流装置，其特征在于：所述各细管道的管道阻力之和为f_细总，f_细总＝(0.75～0.80)·f_总，其中f_总为管道系统总阻力；所述

h_v为单位重量流体沿流管的能量损失，设主管道连接有泵，其中P₁为泵出口处压力，其中P₂为泵入口处压力，Z₁为泵出口处位能，Z₂为泵入口处位能。

4.根据权利要求2或3所示的均衡分流装置，其特征在于：所述S_支1+S_支2+...+S_支N＝S_主。

5.根据权利要求4所述的均衡分流装置，其特征在于：所述各细管道横截面积、各细管道长度、各细管道之间的距离均相同。

6.一种均衡分流方法，其特征在于，包括以下步骤：

选择能够对液体介质压力进行连续提升的泵，然后再根据已选定泵的进、出口通径选定该管路系统的主管道和各支管道直径：

1]根据简化伯努利方程

计算出步骤1中选定的泵所能克服的管道阻力h_v；所述P₁为泵出口处压力，P₂为泵入口处压力，Z₁为泵出口处位能，Z₂为泵入口处位能，h_v为管路系统总阻力，ρ为液体介质密度；

2]根据设计要求确定并联管路系统的支管路数量N和支管路管道长度，然后根据泵的流量、支管路的管道长度、支管路的数量和支管路的直径计算这些并联支管路的总的管道阻力，使这些并联管路的总管道阻力近似等于(0.1～0.15)h_v；

3]根据并联管路的数量和已经确定好的主管道直径来确定连接主管道和各支管路的细管道的管道直径，使得各细管道的截面积之和大于0.9S_主、小于1.1S_主，再根据确定好的细管道管道直径确定该细管道的管道长度，使得所有细管道的管道阻力之和近似等于(0.75～0.8)h_v；所述S_主为并联管路系统主管道横截面积；

4]再根据上述步骤所得参数制备均衡分流装置。

7.根据权利要求6所述的均衡分流方法，其特征在于：所述细管道与支路管道之间的横截面积之比为1∶5～10。

8.根据权利要求7所述的均衡分流方法，其特征在于：所述步骤2中，若并联管路的总管道阻力无法等于(0.1～0.15)h_v，则对支管路的数量和支管路的管道长度进行调整，直到并联管路的总管道阻力近似等于(0.1～0.15)h_v。

9.根据权利要求8所述的均衡分流方法，其特征在于：所述各细管道面积、长度均相等。

10.根据权利要求9所述的均衡分流方法，其特征在于：所述各细管道的截面积之和等于S_主。

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