流量分配管的设计理论

!提要流体在多孔管中被分成若干支流#因管壁摩擦和动量的变化使流体压强和流速沿轴向不断改变$建立其变量之间的数学关系为设计计算提供依据的理论基础是流体的一维流动$通过动量%能量和质量衡算的方法可以建立其基本的计算式$文章综述了现有多孔管的计算方法#提出了一种变管径多孔管的设计计算原理#并建立计算式#给出设计计算方法和实例$!关键词多孔管流量分配管管路设计计算方法流量分配管的设计理论伍钦蔡梅琳梁玉兰图&多孔管沿程压强变化一%前言设计多孔管的目标是要使流体流经每一小孔的流率均匀不变#要达到这样的目标#只要使流体在主管沿程的压强维持恒定即可$但是由于多孔管的压强分布由如下两种因素所决定’(&)因主管沿程开有孔#所以流经主管的流体其动量在改变*(+)流体流动的摩擦阻力$因此若要压强的涨落维持在某一范围#必须考虑这两种影响因素$在等直径的主管上开等孔径的多孔管#流体流经主管的沿程压强变化如图&所示$从图&可见流体流经等直径的多孔管#其压强的一涨一落不能回复到原来的值#因而流体流经沿程各小孔的流率随之改变$,-./012等!&提到可在管路上设阀门来调节压强#从而获得均匀的流率#但此法在实际应用中不容易实现$为了解决这个问题#提出使用变直径主管来克服压强的变化#从而保证每个孔出流速率一致$二%等管径%等孔径的设计计算原理多孔管的设计要求在已知工艺条件下#计算确定主管管径和开孔直径的大小$设计的理论依据是流体在管内的流动理论$准确的方法是流体的二维流动理论#对层流流动34.567!+曾作过计算#但对于一般流动用二维流动来描述实在太困难#而且对工程设计也无多大用处#因此用一维流动理论来解决多孔管的设计问题是最实用的$&8微分方程法,-./012等!&基于一维流动理论#通过用动量%能量和质量衡算的方法导出了流体通过多孔管的微分方程$9+:9;<=+9:<=9;>:9:<=9;>?@:ABCD@这是非线性二阶常微分方程#可用数值积分的方法求解$作者在文章中给出了解的图表并附有计算例子#但此法要用到设计计算中去#仍然是不方便的$而且按照微分方程的导出过程#只有在小孔孔径很小时才成立$+8无量纲数法陈水!E用能量%质量守恒的方法建立流亻弟给水排水FGHIJKLGIMNOOPQN体通过多孔管的微分方程!积分