船舶淡水冷却系统流量分配的探析

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(1.无锡交通高等职业技术学校，江苏 无锡 214151；2.上海外高桥造船厂，上海 200032)

由于管路分支带来的流量分配不均导致设备不能得到有效冷却的现象经常出现，所以设计初期对其进行预算是一项非常重要的工作。本文从常规的管路流量分配计算方法着手，提出船舶淡水冷却系统流量分配的流量补偿计算法。

1 分支管路的流量分配

对于分支管路来说，管道的长度、通径、管路形态及其背压等都或多或少地影响着流量的分配。分析此类问题的基本原则是：主管的总流量等于各支管的流量之和，且在同一流线分岔处的压力是确定不变的[1]，见图1。

图1 分支管路示意

根据上述原则，求解下列方程组，就能够算出各个管道中的流速以及流量分配情况。

(1)

式中：l——管道长度；

d——管道内径；

ξ——局部损失系数；

v2/(2g)——单位重量流体的动压头(速度水头)；

z——位置水头；

p/(ρg)——压强水头；

λ——沿程损失系数。

λ为关于雷诺数和相对粗糙度的函数，雷诺数是关于运动粘度、流速和管道内径有关的函数，因此精确计算流量分配难度很大，计算过程相当繁冗。一般通过反复地运算各个支管中的情况，通过压力平衡来预估其流量分配，使用流量分配来匹配实际流量，接着再使用匹配流量验算压力平衡条件。如此往复，直至结果在误差范围内为止。对于n根支管的计算，可用下面的变形公式。

(2)

可见，并联管路系统中，每增加一根管路就要使计算增加一个维度，想要详尽地分析出并联管路的流量情况，计算很麻烦。……