Fördelarsystem används i stor utsträckning inom många områden, och deras design måste överväga många nyckelfaktorer.
Nyckelfaktorer vid design av grenrörssystem
1. Funktionskrav
Vätskedistributionsfunktion
I ett multimanifoldsystem är det ett grundläggande krav att jämnt fördela den inkommande vätskan till varje gren. Till exempel, i ett hydrauliskt system, om vätskefördelningen är ojämn, kommer det att få de olika ställdonen att arbeta på ett okoordinerat sätt, vilket påverkar hela systemets driftseffektivitet. Liksom det hydrauliska grenröret i bilbromssystemet, om bromsvätskan inte kan fördelas jämnt, kan bromskraften på varje hjul vara inkonsekvent, vilket påverkar bromseffekten och allvarligt hotar körsäkerheten.
Vid halvledartillverkning måste kemiska grenrör leverera olika kemiska gaser till reaktionskammaren för att delta i viktiga steg som spånetsning, deponering och rengöring. Noggrannheten i dess distribution påverkar direkt prestandan och utbytet av halvledarenheter. Om det finns en avvikelse i gasdistributionen kan det orsaka problem som överetsning eller otillräcklig deponering i ett visst område av chipet, vilket minskar chipets kvalitet och utbyte.
Tryckkontroll
Förgreningssystemet måste kontrollera vätskans tryck. Till exempel, i motorns insugningsrör, kommer insugningstrycket att påverka motorns laddningseffektivitet och därigenom påverka motorns prestanda. Felaktigt insugstryck kan leda till problem som minskning av motoreffekten och dålig bränsleekonomi. Genom att rationellt utforma grenrörets form och storlek och anta några speciella teknologier (såsom teknik för variabelt insugningsrör), kan effektiv kontroll av insugningstrycket uppnås för att möta motorns behov under olika arbetsförhållanden.
I grenrörets mikrokanal i mikrokanalkylsystemet måste kylvätskans tryck kontrolleras för att säkerställa att kylvätskan kan flöda stabilt i kanalen. Om trycket är för högt kan kylkanalen brista; om trycket är för lågt kan det hända att det inte uppfyller kraven på värmeavledning, vilket resulterar i för hög temperatur på den kylda utrustningen.
2. Prestandakrav
Flytbarhet
För avgasgrenröret är flytbarhet en av de viktiga indikatorerna för att mäta kvaliteten på dess design. God flytbarhet kan säkerställa jämna avgaser och minska avgasmotståndet. Om avgasgrenröret har dålig flytbarhet kommer det att leda till en minskning av avgashastigheten, påverka turboladdarens driftsstabilitet och därmed minska motorns effekt, ekonomi och utsläpp. Vid konstruktion av avgasgrenröret bör till exempel skarpa svängar undvikas så mycket som möjligt, eftersom en liten svängvinkel försämrar avgasflödet, vilket måste bedömas och optimeras genom CFD-analys.
I andra grenrörssystem för vätsketransport, såsom grenrör i kemiska rörledningar, leder dålig vätsketransport till låg vätsketransporteffektivitet, ökar energiförbrukningen och kan också orsaka vätskeretention i rörledningen, vilket orsakar korrosion och andra problem.
Effektivitet
Utformningen av grenrörssystemet bör eftersträva hög effektivitet. I insugningsröret kan effektiv design förbättra motorns insugningseffektivitet, tillåta mer luft att komma in i cylindern, och därigenom förbättra förbränningseffektiviteten, öka motorns effekt och minska bränsleförbrukningen. Detta kräver att man beaktar effekterna av faktorer som längden, diametern och innerväggens ojämnhet på insugningseffektiviteten. Till exempel, genom att justera längden på insugningsgrenröret, kan principen med resonansöverladdning användas för att förbättra insugningseffektiviteten. När längden på insugningsröret matchar motorns insugningsfrekvens, kommer resonans att genereras i insugningsröret för att öka insugningsvolymen.
I vätskedistributionssystemet med flera grenrör kan effektiv design minska energiförlusten, säkerställa att varje gren kan få den erforderliga mängden vätska och förbättra driftseffektiviteten för hela systemet.
3. Tillförlitlighet och hållbarhet
Materialval
Materialet i grenröret måste väljas i enlighet med dess arbetsmiljö och krav. Till exempel använde motorintagsgrenröret gjutgods av aluminiumlegering i början. Nu har insugningsrör av plast gradvis ersatt vissa insugningsrör av aluminiumlegering på grund av deras låga kostnad och låga vikt. Insugningsrör av plast måste ha viss styrka, värmebeständighet och kemisk stabilitet för att uppfylla motorns arbetskrav. Samtidigt, för grenrör som tål hög temperatur, högt tryck och korrosiva vätskor, såsom grenrör inom den kemiska industrin, är det nödvändigt att välja korrosionsbeständiga, högtemperaturbeständiga och höghållfasta material, såsom speciallegeringsmaterial eller högpresterande teknisk plast.
Strukturell styrka
Förgreningsröret måste ha tillräcklig strukturell styrka för att motstå trycket och vibrationerna från den inre vätskan och den yttre stötkraften. Under driften av motorn kommer insugningsgrenröret och avgasgrenröret att påverkas av motorns vibrationer. Om den strukturella hållfastheten är otillräcklig kan det orsaka problem som grenrörsbrott, deformation eller lösa anslutningsdelar. Därför, när man designar grenröret, är det nödvändigt att överväga strukturella faktorer som dess väggtjocklek och arrangemanget av förstärkningsribbor för att säkerställa grenrörets tillförlitlighet och hållbarhet under långvarig användning. Genom att till exempel utforma väggtjockleken på ett rimligt sätt kan den uppfylla hållfasthetskraven utan att lägga på för mycket vikt och kostnad; arrangemanget av förstärkningsribbor kan effektivt förbättra grenrörets lokala styrka och förhindra deformation och brott.
