冷却回路通常涉及多个管道或者以系列形式彼此相连或平行的管道组件。这些回路中的流体分析都基于两个简单原理:连续性原理和动能原理。
必须满足整个系统的质量守恒定律。
对于以系列形式连接的管道而言,这意味着总流动速率保持不变,无论系统的各个组件的直径或横截面形状如何改变都是如此。
对于平行流动而言,这意味着对于管网中的所有连接点,某个连接点的总流入等于该连接点的总流出。
两个连接点之间的压力降对于这两个连接点之间的所有路径必须相同。
在串联连接的情况下,总压力损失等于串联系统中各个元件所有压力损失的总和。在大型系统中,导致压力损失的主要原因是管网中的摩擦损失,但流体流经管件、阀、弯头、弯管、T 形三通、入口、出口、膨胀和收缩等引起的次要损失也会导致压力损失。在较小型系统(如模具)中,次要损失的影响更为显著。
对于平行管道,由两个相同连接点连接的每个支管中的压力损失相同。每个平行支管中的相对流动速率基于每个支管中压力损失应相同这一要求而建立。
图 1. 经过管网的平行流动
例如,动能原理表明,图 1 中所有三个支管中的压力损失相同。然而,冷却液需要沿支管 1 和 3 进一步前行,抵达相同的连接点 B。由于流动始终遵循阻力最小的路径,因此对于相同的压力损失,流体流经支管 2 多于流经支管 1 和 3。流经管网的总流量为流经支管 1、2 和 3 的流量总和。因此,每个支管中的水头损失相同,且总流动速率为所有单个管道或风管中流动速率的总和。