專利名稱：：用來控制工藝管道中流量的流量分配管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及微管道裝置中的流量控制。緒論許多微管道裝置包含眾多平面的平行工藝微管道。控制從歧管或多個(gè)歧管到這些平行工藝微管道中的流量己成為按比例增大微管道裝置的主要挑戰(zhàn)。控制平行工藝微管道中的流量(且通常要使流量均衡)的技術(shù)的示例已經(jīng)由Fitzgerald等人在美國的已公開專利申請(qǐng)No.2005/0087767和2006/0275185中描述，這兩個(gè)申請(qǐng)就像全部復(fù)制在下文中一樣結(jié)合于此。雖然這些出版物提供了非常有用的用來控制流量的技術(shù)，但仍存在其中在一定范圍的條件下可能需要適用于更大制造公差或更大可操作性的更簡單裝置或裝置的一些實(shí)例?，F(xiàn)有技術(shù)包括眾多通過微管道分開和重聚流量的混合裝置，例如美國專利No.6,845,787。這些專利沒有提供用來控制從歧管到平行工藝管道陣列的流量的合適手段。
發(fā)明內(nèi)容微管道反應(yīng)器、分離器、和其它單元操作中的流量分配可能需要對(duì)數(shù)十、數(shù)百或數(shù)千個(gè)管道的充分均勻的流量分配。為了實(shí)現(xiàn)該充分均勻——通常表征為質(zhì)量指標(biāo)小于30%、或小于20%、或更優(yōu)選地小于10%、或最優(yōu)選地小于5%甚至1%或更小——的流量分配，使用流量分配部件(也稱為流量分配管道(FDC))來分配流量。在一些流量分配部件中，摩擦損耗是壓降的主要原因(例如，通過該部件的損耗中超過50%、優(yōu)選70%、超過90%可以是摩擦損耗)。在本發(fā)明中，節(jié)流孔或多孔塞不是流量分配部件。將流量分配管道引入其中進(jìn)行單元操作的連接管道的上游或下游，但優(yōu)選上游。流量分配管道利用比連接管道更高的壓降(即，在連接管道的整個(gè)長度上)，優(yōu)選為至少25%或50%、或更優(yōu)選2倍或4倍或更高。減輕了進(jìn)行單元操作的連接管道中的時(shí)間不穩(wěn)定性和/或壓降的變化對(duì)到許多平行微管道的總體流量分配的影響。在本發(fā)明中優(yōu)選通過流量分配部件的壓降大于通過連接管道的壓降。相反，通過節(jié)流孔的流量是由膨脹和收縮來控制(主要不是摩擦損耗)。本發(fā)明包括控制流量的方法以及裝置，和/或裝置的設(shè)計(jì)(優(yōu)選該裝置是其中每個(gè)連接(例如，工藝)管道至少具有一個(gè)lcm或更小、優(yōu)選為2mm或更小的內(nèi)部尺寸)。一組連接管道至少包括2個(gè)，優(yōu)選至少5個(gè)，更優(yōu)選至少10個(gè)連接到共同頭集管和/或尾集管的平行管道。在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供流體處理方法，包括使工業(yè)生產(chǎn)流流入歧管和工業(yè)生產(chǎn)流中。流量分配管道FDC連接歧管和工藝管道。歧管至少連接到第一流量分配管道(FDC)和第二FDC。這些FDC的每一個(gè)都包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)為90。或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90°的彎曲部。第一FDC管道將歧管連接到第一工藝管道，而第二FDC管道將歧管連接到第二工藝管道。工業(yè)生產(chǎn)流的流經(jīng)第一FDC的部分僅與一個(gè)工藝管道連接而且不與任意其它FDC連接，以使工業(yè)生產(chǎn)流的進(jìn)入第一FDC的該部分全部流入第一工藝管道。在第一和第二工藝管道中進(jìn)行單元操作(可相同或不同)。在另一方面中，本發(fā)明提供微管道裝置，包括歧管；其中該歧管至少連接到第一FDC和第二FDC;其中每個(gè)FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90°的彎曲部，以及其中第一FDC管道將歧管連接到第一工藝管道；其中第二FDC管道將歧管連接到第二工藝管道；以及其中第一FDC僅與一個(gè)工藝管道連接而且不與任意其它FDC連接，以使工業(yè)生產(chǎn)流的進(jìn)入第一FDC的該部分的全部流入第一工藝管道。在另一方面中，本發(fā)明提供一種從歧管到多個(gè)工藝管道的流量分配方法，包括:使工業(yè)生產(chǎn)流流到歧管中；其中該歧管至少連接到第一FDC和第二FDC;其中每個(gè)FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90?；蚋〗嵌鹊膹澢?，或至少包括兩個(gè)大于90°的彎曲部；其中第一FDC管道將該歧管連接到第一工藝管道；以及其中第二FDC管道將該歧管連接到第二工藝管道。在這個(gè)方面中，第一FDC管道與第一工藝管道在同一平面上，而且第一FDC的截面積在各方面都比第一工藝管道的截面積小。"在同一平面上"意味著工業(yè)生產(chǎn)流在FDC和工藝管道兩者中都保持在同一層內(nèi)——它不會(huì)流出該層然后流回該層。截面積垂直于總體流動(dòng)測(cè)得。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一FDC管道在與第一工藝管道和歧管相同的平面上。同樣，本發(fā)明提供微管道裝置，包括歧管；其中該歧管至少連接到第一FDC和第二FDC;其中每個(gè)FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90。的彎曲部；其中第一FDC管道將該歧管連接到第一工藝管道；其中第二FDC管道將該歧管連接到第二工藝管道；以及其中第一FDC管道與第一工藝管道在同一平面上。"在同一平面上"意味著工業(yè)生產(chǎn)流保持在同一層內(nèi)——它不會(huì)流出該層然后流回該層。本發(fā)明還包括預(yù)先接合(或后接合)組件，其包括具有這種配置的薄板的疊層。在另一方面中，本發(fā)明提供一種混合流體的工藝，包括使第一流體流過工藝管道；使第二流體流過FDC進(jìn)入該工藝管道，在其中第一和第二流體混合，其中FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90。或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90。的彎曲部。在這個(gè)方面中，第一和第二流體不同。在一優(yōu)選實(shí)施例中第一流體到工藝管道的質(zhì)量流速是第二流體在工藝管道中的流速的5%或更小(在一些實(shí)施例中是1%或更小，或0.1%或更小)。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，包括平行工藝管道陣列的層通過多個(gè)FDC連接到一個(gè)或多個(gè)附加流體管道。附加流體管道的陣列可在平行層中。例如，利用這種工藝，通過在第一層中使連續(xù)相流過工藝管道并且使分散相流過第二層可以形成乳液。在一些實(shí)施例中，工藝管道的數(shù)量比附加流體的管道數(shù)量大5倍、10倍、20倍、100倍。在一相關(guān)方面中，本發(fā)明提供用于混合流體的裝置，包括工藝管道；附加流體管道；以及將附加流體管道連接到工藝管道的FDC，其中FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90?；蚋〗嵌鹊膹澢浚蛑辽侔▋蓚€(gè)大于90。的彎曲部。在另一方面中，本發(fā)明提供一種流體處理的方法，包括使工業(yè)生產(chǎn)流流入歧管；其中該歧管至少連接到第一流量分配管道(FDC)和第二FDC;其中第一FDC包括具有單個(gè)管道的第一部分、一端連接到第一部分而另一端連接到第一工藝管道的第二部分、一端連接到第一部分而另一端連接到第二工藝管道的第三部分；其中第二FDC包括具有單流道的第一管道部分、一端連接到第一管道部分而另一端連接到第三工藝管道的第二管道部分、以及一端連接到第一管道部分而另一端連接到第四工藝管道的第三管道部分；其中每個(gè)FDC部分包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90?；蚋〗嵌鹊膹澢浚蛑辽侔▋蓚€(gè)大于90。的彎曲部；以及在第一、第二、第三和第四工藝管道中進(jìn)行單元操作。在本文描述的任意方法或裝置的優(yōu)選實(shí)施例中，F(xiàn)DC可具有例如角度為至少135°的蛇形。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，工業(yè)生產(chǎn)流在流過一個(gè)或多個(gè)工藝管道時(shí)部分沸騰。例如，工藝管道中的0.5%至50%的流體會(huì)沸騰。對(duì)其中工藝管道中的工業(yè)生產(chǎn)流包括乳液、懸浮液、或非牛頓流體的應(yīng)用，本發(fā)明方法尤其有用。例如，在上述方法中，第一工藝管道可具有帶節(jié)流孔的管道壁，包括第一相的第一流體流過第一工藝管道，而與第一流體不互溶的第二流體流經(jīng)該節(jié)流孔進(jìn)入第一流體以形成乳液。第二流體可流經(jīng)FDC，使受控流進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)流。對(duì)其中流經(jīng)FDC的是牛頓流體而流入(優(yōu)選直)工藝管道的是非牛頓流體的應(yīng)用，本發(fā)明方法尤其有用。在一些實(shí)施例中，將歧管與多個(gè)平行工藝管道連接的多個(gè)FDC具有相等長度和/或相等數(shù)量的彎曲部。該歧管可以是頭集管或尾集管。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，F(xiàn)DC可以是平坦的，而且可以通過例如在板上刻蝕或壓印圖案(諸如蛇形的圖案)來形成。優(yōu)選地，F(xiàn)DC中的壓降大于通過工藝管道的壓降。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，F(xiàn)DC至少包括4或8個(gè)彎曲部。在一些實(shí)施例中，一個(gè)FDC僅有一個(gè)到歧管的連接和一個(gè)到工藝管道的連接。對(duì)于FDC而言，也有可能分支成分離的子FDC;對(duì)本發(fā)明來說，這些被稱為FDC部分。在一些實(shí)施例中，流體不受限制，可處理液體、氣體或二者均可。在同一FDC中，該FDC可以具有相同角度的彎曲部或不同角度的彎曲部。本文描述的任意裝置可以替換地按照薄板的預(yù)接合或后接合組件、或包括其中具有流體流的裝置的化學(xué)系統(tǒng)來描述。本發(fā)明各方面的重要優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)的緊湊裝置。優(yōu)選地，連接到歧管的所有流量分配管道包括彎曲部，更優(yōu)選地都具有蛇形彎曲部。優(yōu)選地，從歧管到工藝管道的距離小于工藝管道的長度；更優(yōu)選地，工藝管道的長度至少是從歧管到工藝管道的距離的2倍、4倍、或10倍。在一些實(shí)施例中，工藝管道的寬度至少是其高度的3倍，并且連接到工藝管道的FDC或多個(gè)FDC(優(yōu)選也包括所連接的歧管)在寬度方向共有一個(gè)平面。優(yōu)選地，裝置上FDC的面積(或裝置中FDC的體積)小于工藝管道的面積(或體積)；優(yōu)選地至少小十倍。在一些實(shí)施例中，連接到歧管的或在一層內(nèi)的多個(gè)(或全部)FDC的截面相同。本發(fā)明應(yīng)用的一些無限制示例包括諸如全部或部分地沸騰或凝固的相變，多相混合應(yīng)用，包括氧化、氫化、磺化、硝化、變形、重構(gòu)、或任何其它反應(yīng)的反應(yīng)，乳液或懸浮液的形成，或包括蒸餾、吸收、吸附、相分離的分離的其它混合應(yīng)用。這種新穎的方法可用來將傳熱流體匯集到任意單元操作，包括僅包括傳熱的那些。本發(fā)明的部件還可以用來減小系統(tǒng)的頭集管和尾集管的體積。通過這種方法，它們用來減小需要諸如吸附的快速瞬態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用或快速響應(yīng)輸入?yún)?shù)的瞬態(tài)變化所需的其它應(yīng)用的死體積。本部件還用來減小在諸如其中加寬從包括氧化、硝化、氫化、固化反應(yīng)、乳液形成裝置或其它的選擇性反應(yīng)形成產(chǎn)物的駐留時(shí)間分布之類的過程中可用來增大分散度的死體積。附圖簡述圖l示出彎曲部的示例。圖2示出形成流量分配部件的聯(lián)立彎曲部的示例。圖3示出彎曲部的組合。圖4示出表面部件中的流體區(qū)和流體交換區(qū)。圖5示出一些流量分配部件的位置。圖6示出流量分配部件形狀的示例。圖7示出示例1中的流量分配部件的尺寸。圖8示出流量分配部件的長度對(duì)Q因數(shù)的影響。圖9是示例3的裝置的重復(fù)單元的第一層的示意圖。圖10示出示例3的部件尺寸。圖11是示例3的裝置的重復(fù)單元的第三層的示意圖。圖12示出示例3中的分散相分配的流量分配部件的尺寸。圖13示出乳液形成微管道裝置的組合單元。圖14示出連續(xù)相流量分配。圖15示出分散相分配。圖16示出示例4中的流量分配部件的尺寸。圖17示出示例4中ie-95/處的損耗系數(shù)。圖18示出示例4中Ae=/2/72處的損耗系數(shù)。圖19示出示例4中ie=3d5/7處的損耗系數(shù)。圖20示出損耗系數(shù)K作為來自示例4中的CFD的Re的函數(shù)。圖21是示例5中建模的裝置的示意圖。圖22是示例5的密度-壓力曲線圖。圖23示出示例5中的流量分配部件中彎曲部的數(shù)量。圖24示出示例5中的微管道中的預(yù)定流量分配。圖25示出針對(duì)示例5中設(shè)計(jì)靈敏度分析的管道壓降變化。圖26示出針對(duì)示例5中設(shè)計(jì)靈敏度分析的質(zhì)量流分配。圖27是示例6中的流量分配歧管和流量分配部件的示意圖。圖28示出來自示例6的具有尖角和圓角的流量分配部件。圖29示出具有和不具有流量分配部件的質(zhì)量因子比較。術(shù)語表作為標(biāo)準(zhǔn)專利術(shù)語，"包括"表示"包含"，并且這些術(shù)語都不排除另外的或多個(gè)組件的存在。例如，當(dāng)一裝置包括薄層、薄板等，應(yīng)當(dāng)理解該發(fā)明裝置可以包括多層薄層、薄板等。"頭集管"是安排成將流體輸送到連接管道的歧管。"高度"是垂直于長度的方向。在層疊裝置中，高度是堆疊方向。管道的"水壓直徑"被定義為該管道的截面積除以該管道的浸潤周長的長度的結(jié)果的四倍。"層疊裝置"是由能夠?qū)α鹘?jīng)該裝置的工業(yè)生產(chǎn)流進(jìn)行單元操作的疊層制成的裝置。"長度"指的是管道(或歧管)的軸向即流動(dòng)方向的距離。"微管道"是至少具有一個(gè)10mm或更小且大于1pm以及在一些實(shí)施例中為50至500nm(優(yōu)選大于10nm)的內(nèi)部尺寸(壁到壁，不包括如果存在的計(jì)數(shù)觸媒)的管道。微管道也通過出現(xiàn)不同于至少一個(gè)開口的至少一個(gè)開口來限定。微管道不僅僅是通過沸石或中孔性材料的管道。微管道的長度對(duì)應(yīng)于流體流經(jīng)該微管道的流向。微管道高度和寬度基本垂直于流體流經(jīng)該管道的流向。在其中微管道具有兩個(gè)主表面(例如，由堆疊和結(jié)合薄板形成的表面)的層疊裝置的情況下，該高度是從主表面到主表面的距離而寬度垂直于高度。"彎曲部"定義為長度大于該管道的水壓直徑的流體路徑，用流體的最初方向作為參考它使流體流動(dòng)的方向改變超過10°(更優(yōu)選至少90°，再優(yōu)選至少135°，以及在一些實(shí)施例中為約180°)。圖l示出彎曲部的示例。該彎曲部的角度定義為彎曲部入口處的流體流向和彎曲部出口處的流體流向之間的相對(duì)角度。優(yōu)選地該相對(duì)角度小于或等于180°。圖l(a)示出角度為180。的彎曲部。圖l(b)示出相對(duì)角度為90。的彎曲部。圖l(c)也示出相對(duì)角度為90。的彎曲部。圖2示出結(jié)合到一起形成流量分配部件的流體路徑的多個(gè)彎曲部的示例。圖2(a)示出串聯(lián)的四個(gè)彎曲部的示例，每個(gè)彎曲部成180。來形成流量分配部件。圖2(b)示出四個(gè)彎曲部，每個(gè)彎曲部成180°但被直部分隔開。圖2(c)同樣示出7個(gè)串聯(lián)的彎曲部，每個(gè)彎曲部成90。的角度。兩個(gè)彎曲部之間流體流方向的改變不算作彎曲部，因?yàn)閺澢康拈L度小于管道的水壓直徑。而且，對(duì)于是"彎曲部"的一弧形區(qū)段，其斜率的導(dǎo)數(shù)必須有變化，諸如圖2(c)中所示；半圓僅包括一個(gè)180。的彎曲部，而不是任意數(shù)量的更小彎曲部。圖3示出其中為了簡化起見兩個(gè)彎曲部可結(jié)合稱為單個(gè)彎曲部的示例。在圖3中，如果尺寸"a"是尺寸"b"的兩倍還多，彎曲部3和彎曲部4可以組合到一起來形成一個(gè)彎曲部。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例至少包括3個(gè)彎曲部，在一些實(shí)施例中至少6個(gè)彎曲部，以及在一些實(shí)施例中3到15個(gè)彎曲部。在一些實(shí)施例中，各彎曲部被配置成具有蛇形。還可以通過改變單個(gè)墊片內(nèi)的方向或改變從墊片到墊片的方向?qū)崿F(xiàn)各彎曲部。例如，流體路徑可以在一個(gè)墊片中持續(xù)一定距離，然后移到新的一層中，形成90。的彎曲部，并在第二墊片內(nèi)以與初始?jí)|片基本相同的角度或以新的角度繼續(xù)。"單元操作"表示化學(xué)反應(yīng)、汽化、壓縮、化學(xué)分離、蒸餾、凝固、混合(包括形成乳液)、加熱、或冷卻。雖然傳輸連同單元操作頻繁出現(xiàn)，但"單元操作"不僅僅表示流體傳輸。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，單元操作不僅僅是混合。發(fā)明詳細(xì)描述流量分配管道可以是任意物理幾何形狀和取向，但優(yōu)選地表征為至少一個(gè)尺寸(優(yōu)選地水壓直徑)小于連接管道(在這份申請(qǐng)中，術(shù)語"連接管道"與"工藝管道"同義)，以使對(duì)于給定流速分配管道中的壓降高于連接管道中的壓降。分配管道的一示例幾何形狀是連接到連接管道陣列的蛇形部件的陣列。該蛇形部件可以具有等于墊片厚度的管道間隙(例如薄板中的壓印或刻透部件)，或在部分刻蝕部件的情況下具有比墊片厚度小的管道間隙(也稱為管道高度，因?yàn)樗趯盈B裝置的堆疊方向)。流量分配部件的寬度或跨度可以小于連接管道的寬度或跨度。在一實(shí)施例中分配管道可以是蛇形的以便于增大流道的有效長度，同時(shí)相對(duì)于連接管道的體積最小化歧管區(qū)的總體積。在一些實(shí)施例中，優(yōu)選在微部件內(nèi)有體積小于一組連接管道的100%體積，更優(yōu)選體積小于連接管道的20%體積的歧管。蛇形部件可以在單個(gè)墊片中；即單個(gè)平面中。包括蛇形或其它形狀部件的流量分配部件的其它實(shí)施例可以在層疊裝置中以從層到層來回移動(dòng)的方式橫穿多層。對(duì)于該實(shí)施例，需要一層以上墊片。連接管道可以在單墊片中或多墊片中。和先前在更早公開的示例中描述的閘門和柵格不一樣，在這種情況下優(yōu)選通過穿過多層薄板的部件的壓降大于穿過連接管道的壓降。優(yōu)選流量分配部件具有50mm或更小的高度，更優(yōu)選10mm或更小的高度，再優(yōu)選5mm或更小的高度，在一些實(shí)施例中高度在0.005到10mm的范圍內(nèi)，在一些實(shí)施例中高度至少為0.05mm,而優(yōu)選寬度為2mm或更小，在一些實(shí)施例中寬度在0.05到1mm的范圍內(nèi)，而在一些實(shí)施例中寬度為0.25mm或更小。高度和寬度通常都垂直于管道中的流體流向。在一些實(shí)施例中，流量分配部件的截面積大約是工藝管道截面積的1/100。在一些實(shí)施例中，流量分配部件的截面積至少是工藝管道截面積的1/2、或1/10或1/50。流量分配部件不同于專利文獻(xiàn)中所稱的"表面部件"。表面部件是管道壁上的凹陷或凸起。有表面部件的管道具有兩個(gè)流體區(qū)如圖4中所示的表面部件內(nèi)的流體區(qū)和也可被稱為主管道區(qū)的表面部件外的流體區(qū)。圖4示出有表面部件的管道的截面圖。這些流體區(qū)之間的流體流實(shí)質(zhì)上在有表面部件的管道中交換。如圖4中所示主管道中的流體進(jìn)入和離開來自相同平面的表面管道流體區(qū)。然而在流量分配部件中，一般只有一個(gè)流體區(qū)。如果建立了其它流體區(qū)，例如彎角處的回流區(qū)，在這些回流區(qū)之間流體實(shí)質(zhì)上不會(huì)交換。流體在一個(gè)平面進(jìn)入流量分配部件中并從另一個(gè)平面離開該流量分配部件。流量分配管道可以是平面的(例如在單層中)或可以具有穿過多層的三維的可以在進(jìn)行單元操作時(shí)對(duì)流體流產(chǎn)生大于連接管道中的阻力的曲折路徑?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中描述的用來構(gòu)造微管道器件的任意方法來構(gòu)造流量分配管道。一實(shí)施例包括刻蝕或切割層疊或接合的材料薄板。本發(fā)明還包括薄板的層疊組件(例如，薄板的預(yù)先接合或接合疊層)。使用分配管道改善了單元操作進(jìn)行時(shí)由于連接管道的最終尺寸差異而在流體流中出現(xiàn)的不確定性。該差異產(chǎn)生的原因可以是觸媒的引入、觸媒的性能、多相混合物、非牛頓混合物的形成、氣泡的形成或任意相變。通過這種方法也尤其有利于包括多相接觸的反應(yīng)，其中氣—液、或液一液相的壓降難以預(yù)測(cè)或本質(zhì)上是瞬態(tài)或是其它反常機(jī)制。對(duì)其中針對(duì)多個(gè)工藝使用相同裝置的實(shí)施例或制造多次產(chǎn)物使用分配部件同樣有用。對(duì)其中流體物理性質(zhì)沿著連接管道或工藝管道的長度顯著變化(大于20%,優(yōu)選大于50%)的過程使用分配部件尤其有用?？梢匝刂に嚬艿赖拈L度變化的流體物理性質(zhì)的示例包括一不溶相在另一相中的比例(例如，液-液過程、液-氣過程、液-固過程等等)、黏度變化、流體密度變化、以及其它物理性質(zhì)變化。流量分配部件合乎需要地在流體和壁之間產(chǎn)生了大于(例如，>2倍、>5倍、或甚至>10倍)工藝管道壓降的壓降。這樣，流量分配部件中的限制使所有管道之間的流量分配保持幾近平均，其中質(zhì)量指數(shù)(以下定義)小于30%，或更優(yōu)選小于15%，以及更優(yōu)選小于10%，更優(yōu)選小于5%，以及最優(yōu)選1%或更小。在一些實(shí)施例中，對(duì)于流通長度范圍為1到50cm、駐留時(shí)間為從O.l秒到10秒，工藝管道中的壓降處于0.01psi到lpsi的量級(jí)。在一些實(shí)施例中，流量分配部件中的壓降處于0.1到10psi的量級(jí)。在一些實(shí)施例中，流量分配部件中的壓降處于1到100psi的量級(jí)。g=m最大值一^最小值x100"^最大值其中^姊=管道中的最大質(zhì)量流速，kg/s,g管道中的最小質(zhì)量流速，kg/s0=質(zhì)量指數(shù)部分沸騰是一種尤其受益于分配管道的使用的應(yīng)用，其中高壓降利用從沸騰溫度過冷卻的單相液體獲得。在開始沸騰時(shí)，連接微管道中的壓降可以從管道到管道局部不同，這樣優(yōu)選采用用來調(diào)整到每個(gè)管道的流體流的手段。還優(yōu)選調(diào)節(jié)管道陣列內(nèi)的流量分配，使得更多的流量優(yōu)先計(jì)量供給到其中熱負(fù)載或通量最高的反應(yīng)器的頂部，而在該反應(yīng)器的底端附近最小化。分配管道可以用于單相單元操作或用于多相單元操作或其任意組合。分配管道可用來精確計(jì)量用來在連接管道中形成粒子的反應(yīng)物。在非牛頓流體流經(jīng)連接管道時(shí)分配管道尤其有用，因?yàn)榱髁糠峙洳考p輕了該流體隨條件變化改變表觀黏度的效果。例如，連接管道通過改變微管道配置或在管道中使用的材料可以影響由于聚合作用、乳液形成、固體形成、溫度改變、壓力、局部流速等引起的流體的表觀黏度變化。流量分配部件提供用于減輕這些變化對(duì)流量分配的效果的穩(wěn)健設(shè)計(jì)。優(yōu)選限制非牛頓流體流過直管道。在優(yōu)選實(shí)施例中，流過流量分配部件的流體流是牛頓流體，然后在連接管道中變成非牛頓流體(例如，因?yàn)榻M分改變)。這可以例如在工藝管道中流動(dòng)進(jìn)行且第二相通過節(jié)流孔進(jìn)入工藝管道時(shí)發(fā)生。流量分配部件還可以用來調(diào)節(jié)添加到第二反應(yīng)物中的第一反應(yīng)物，諸如在選擇性氧化過程中。該部件可以用來對(duì)氧化劑或其它反應(yīng)物提供充分限制，以使得流體按需要以均勻或者調(diào)節(jié)得當(dāng)?shù)姆绞窖刂磻?yīng)器的長度計(jì)量供給。以這種方式，計(jì)量功能即流量分配管道可以與反應(yīng)器內(nèi)的入口分離，以使在施加涂覆層時(shí)諸如觸媒之類的涂覆層的施加不太可能堵塞或污損。分配管道可以優(yōu)先設(shè)置在裝置的歧管部分內(nèi)以使得流體一進(jìn)入流量分配管道它就僅從一個(gè)工藝管道排出而不會(huì)經(jīng)歷其它的再分配。作為示例，一個(gè)流量分配管道可以在單個(gè)微管道內(nèi)建立到單個(gè)引入點(diǎn)的將氧化劑(或其它反應(yīng)物或流體)饋送給單個(gè)管道的管道，而第二和可能第三或更多分配管道沿著微管道反應(yīng)器或其它單元操作的長度將氧化劑(或其它反應(yīng)物或流體)饋送給第二或第三或更多引入點(diǎn)。將以分配管道的形式的分配功能去除或?qū)⑵渑c單元操作物理分離。還可以將分配管道用于小規(guī)?；虼笠?guī)模應(yīng)用。分配管道可有助于為多種應(yīng)用計(jì)量供給流量，包括燃料電池，其包括低功率燃料電池或燃料處理器的；微流體；血液或流體分析；或其中計(jì)量供給流量尤其有挑戰(zhàn)性的其它應(yīng)用。分配管道可用來為任意微管道或微流體應(yīng)用計(jì)量供給流量。使用分配管道的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不僅針對(duì)固定條件或設(shè)計(jì)點(diǎn)、而且也在單元操作或工藝的調(diào)低和調(diào)高期間改善流量分配。具體地，當(dāng)流量在選擇設(shè)計(jì)點(diǎn)上調(diào)低50%或調(diào)高20%時(shí)，絕對(duì)總體質(zhì)量指數(shù)中流量分配的變化可小于20%，或小于10%或小于5%。在一個(gè)替換實(shí)施例中，分配部件允許裝置的調(diào)高或調(diào)低在+50%到-80%之間變化。在第三實(shí)施例中，該新穎分配部件允許針對(duì)包括10個(gè)以上并行工作來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)容量的管道的多管道單元操作在標(biāo)稱工作設(shè)計(jì)點(diǎn)上調(diào)低-95%和調(diào)高200%。在一個(gè)替換實(shí)施例中，第一組分配管道可以用在連接管道上游，而第二組分配管道可以用在下游或者之間的任意點(diǎn)，以調(diào)節(jié)任意給定管道中的質(zhì)量流速大小和管道中的絕對(duì)壓力。這種方法對(duì)于調(diào)節(jié)其中部分沸騰沿著反應(yīng)器的長度在不同軸向位置產(chǎn)生不同溫度的應(yīng)用的流速和溫度尤其有利。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，流量分配部件用來以每個(gè)流量分配管道超過1mL/分鐘的流速分配流體(包括氣體)。使用本發(fā)明分配管道的可選示例針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的芯片或微流體應(yīng)用，其中低流量沿著管道長度計(jì)量供給到至少兩個(gè)或更多管道或至少兩個(gè)或更多位置。計(jì)量供給低流速尤其難以控制，特別是在管道尺寸因正常制造公差而有極小變化的情況下。另一示例應(yīng)用是針對(duì)可包括諸如氫化之類的催化反應(yīng)和/或諸如氧化之類的非催化反應(yīng)的雙氧水的制造，其中必須以優(yōu)選比率將兩流相互計(jì)量供給。針對(duì)反應(yīng)器中任意位置的至少兩個(gè)或更多反應(yīng)物的局部濃度有嚴(yán)格要求。該反應(yīng)不會(huì)在一次反應(yīng)中催化，諸如在雙氧水制造中使用的基于蒽醌的工作溶液的氧化。本發(fā)明的一可選實(shí)施例是較小流通流量分配部件的大流量的計(jì)量供給，諸如促進(jìn)劑、添加劑、流體催化劑、活性成分、色素、防腐劑、香料或包括少于較大流量流的質(zhì)量的20%或在一些實(shí)施例中少于5%或少于0.01%、和/或至少0.001%的其它物質(zhì)。本發(fā)明的一可選實(shí)施例針對(duì)兩個(gè)或更多流體流的微混合物，包括氣體/氣體、氣體/液體、液體/液體、混入包括固體或兩相混合物的流體中的氣體或液體。在其它優(yōu)選實(shí)施例中，流量分配部件除混合之外還用于諸如熱交換之類的單元操作。在一些實(shí)施例中，蛇形流量分配部件不混合流體。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，連接管道的長度至少是這些管道所連接的流量分配部件的長度的3倍、優(yōu)選5倍以及在一些實(shí)施例中至少10倍。流量分配部件設(shè)計(jì)用于連接微管道中具有小壓降(小于或等于主歧管部分中的壓降)的工藝的歧管是復(fù)雜的。歧管壓力分布中的小變化會(huì)導(dǎo)致連接微管道中的嚴(yán)重不正常分配。一般針對(duì)這些工藝的歧管的大小對(duì)于均勻流量分配應(yīng)當(dāng)比較大。針對(duì)這樣的工藝減小歧管尺寸同時(shí)獲得均勻流量分配的一種常用方法是在歧管和連接微管道之間使用節(jié)流？L。然而通過節(jié)流孔的壓降隨(速率)n變化，其中11>1。所以就用于連接微管道的具有小壓降的節(jié)流孔的設(shè)計(jì)對(duì)歧管流速敏感，且在流速變化的情況下不能提供良好的流量分配。流量不正常分配會(huì)引起微管道裝置性能糟糕。總之，在按比例增大和降低流量的條件下該歧管不會(huì)提供均勻分配。優(yōu)選地，流量分配部件是如圖5中所示將主歧管部分連接到連接(工藝)微管道的微尺寸管道(至少一尺寸為1cm或更小，更優(yōu)選至少一尺寸為2mm或更小)。優(yōu)選地，流量分配部件的尺寸、流量截面積和長度小于主歧管部分或連接微管道。優(yōu)選將流量分配部件的尺寸選擇成使得流量分配部件中的壓降至少是連接管道中壓降的兩倍。流量分配部件增大總體連接管道壓力而且因此可以使用于流量分配的歧管尺寸變小。此外，優(yōu)選分配部件中的流體流成層狀。通過流量分配部件的壓降將隨(速率)"變化，其中n-l。與流量分配部件一起設(shè)計(jì)的歧管對(duì)按比例增大和降低流量條件將不那么敏感。流量分配可用于小或大壓降(大于主歧管部分的壓降)情況下的連接管道。優(yōu)選地，工藝管道是微管道。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，F(xiàn)DC所連接的歧管具有微管道尺寸。圖6示出針對(duì)流量分配部件形狀的一些設(shè)計(jì)。圖6a示出8個(gè)彎曲部。這些部件可以是2維平面或三維。以下所有示例是計(jì)算出的示例。示例l:利用流量分配部件的流量分配進(jìn)行了個(gè)案研究來查看使用流量分配部件帶來的流量分配的改善。圖5中示出了該裝置的一般示意圖但帶有下歧管。上和下主歧管部分的截面是12.7mmX2.54mm。連接管道的尺寸是5.08mmX0.76mm。連接管道的長度是127mm。連接管道被0.508mm的壁分隔開。連接管道的數(shù)量是19條。圖4示出該流量分配部件的尺寸。該流量分配部件是蛇形。該流量分配管道的截面是0.76mmX0.38mm。歧管、流量分配管道和連接(工藝)管道在同一平面內(nèi)。所使用的流體是230psig和-3(TC下的乙烯。進(jìn)入主歧管部分的總流速是0.487kg/hr。流量分配的性能由如下定義的質(zhì)量因數(shù)來定義g^最大值一小值x100^最大值其中^,=管道中的最大質(zhì)量流速，kg/s^nin-管道中的最小質(zhì)量流速，kg/S0=質(zhì)量指數(shù)上主歧管部分中的壓降是0.0005psi而連接管道中的壓降是0.0002psi。流量分配部件中的壓降是0.009psi。對(duì)于圖7中所示的流量分配部件設(shè)計(jì)，估計(jì)Q因數(shù)為3.0%。進(jìn)行了參數(shù)研究來查看流量分配部件的長度對(duì)流量分配的影響。如圖7中所示所設(shè)計(jì)的流量分配部件具有12個(gè)拗彎(bend)。為減小流量分配部件的長度，逐步地減少彎曲部數(shù)量并評(píng)估流量分配。圖8示出流量分配部件中彎曲部的數(shù)量對(duì)Q因數(shù)的影響。連接管道中的壓降和歧管中的壓降處于同一量級(jí)。如從圖8可看出地，隨著流量分配部件中彎曲部數(shù)量的增加，流量分配得到改善。示例2:流量分配部件在從標(biāo)稱值大范圍調(diào)高和調(diào)低的流速上提供均勻流量分配使用和示例1中一樣的幾何形狀示出該流量分配部件對(duì)調(diào)高和調(diào)低流速提供相對(duì)均勻的流量分配。將該流量分配結(jié)果與在幾何形狀相同但沒有流量分配部件的情況下獲得的流量分配相比較。對(duì)以下兩種情況保持流體、溫度和出口壓力條件有流量分配部件的情況和沒有流量分配部件的情況。所使用的流體是230psig和-3(TC下的乙烯。進(jìn)入主歧管部分的標(biāo)稱總流速是0.487kg/hr。圖29示出在與標(biāo)稱流速不同的調(diào)高和調(diào)低因數(shù)的情況下針對(duì)有流量分配部件和沒有流量分配部件的設(shè)計(jì)的質(zhì)量因數(shù)。0.8的調(diào)高/調(diào)低比率表示標(biāo)稱流速的80%。1.3的調(diào)高/調(diào)低比率表示標(biāo)稱流速的130%。如圖29所示，對(duì)于沒有流量分配部件的情況，當(dāng)流速增大到標(biāo)稱流速之上時(shí)流量不正常分配增加。對(duì)于有流量分配部件的情況，當(dāng)流速增大到標(biāo)稱流速之上時(shí)流量分配保持不變或得到改善。該示例示出流量分配部件提供對(duì)調(diào)高和調(diào)低流速的設(shè)計(jì)的穩(wěn)健性。示例3:針對(duì)乳液的流量分配乳液通過將連續(xù)相液體與分散相液體通過多孔介質(zhì)混合形成。制造所需的是，連續(xù)相和分散相通過其混合的多孔介質(zhì)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選可由以橫向流方向流入時(shí)連續(xù)和分散相的混合物代替。然而，取決于需求，連續(xù)相和分散相可以在相互平行流動(dòng)或逆向流動(dòng)時(shí)混合。在這個(gè)示例中，僅建模一重復(fù)單元來描述該裝置的性能。該重復(fù)單元具有層疊到一起的三層。如圖9中的示意圖所示連續(xù)相進(jìn)入第一層。該流體流進(jìn)入入口歧管部分。該歧管的截面是25.4mm寬X5.08mm深。連接管道尺寸是12.7mm寬X2.03mm深X305mm長?？偣灿?6條連接管道。連接管道之間的夾層是1.27111111。入口歧管通過流量分配部件連接到連接(工藝)管道。圖10中示出流量分配管道的尺寸。在該連接管道中，將分散相添加到連續(xù)相中來形成乳液。如圖9中所示，乳液通過出口歧管離開重復(fù)單元。重復(fù)單元的第二層是多孔介質(zhì)。在這個(gè)示例中使用的多孔介質(zhì)是介質(zhì)等級(jí)=0.2的Mott公司毛細(xì)結(jié)構(gòu)。滲透系數(shù)(KJ)是140而通過該介質(zhì)的液體壓降由下式給出液體壓降，psicU(《J)(通量，gpm/yP)(黏度,cp)(厚度,英寸)該多孔介質(zhì)的大小被選擇成覆蓋由第一層中的連接管道占據(jù)的面積。該多孔介質(zhì)的厚度是0.039"。該多孔介質(zhì)的材料規(guī)格列示如下材料規(guī)格氣泡點(diǎn)，英寸汞柱(in.ofHg):5.0-6.9抗張強(qiáng)度，kpsi:30.0屈服強(qiáng)度，kpsi:26.0如圖11中所示，分散相進(jìn)入重復(fù)單元的第三層。分散相流進(jìn)入入口歧管。該歧管的截面是12.7mm寬X5.08mm深。連接管道尺寸是42.42mm寬X1.27mm深X222.25mm長?？偣灿?條連接管道。連接管道之間的夾層是1.27mm。入口歧管通過流量分配部件連接到連接(工藝)管道。圖12中示出流量分配部件的尺寸。圖13中示出重復(fù)單元的多層組件的示意圖。連接管道的連續(xù)流流速為1L/分鐘，而分散相的總流速是連續(xù)相流速的總流速的20%。連續(xù)相的密度和黏度分別是1000kg/n^和1cP。分散相的密度和黏度分別是850kg/n^和10cP。如圖9和ll所示(參見圖14和15)，分別估計(jì)了位置1、2以及3處連續(xù)相連接管道中和分散相連接管道中的流量均勻性。位置1處的連續(xù)相管道中的流量分配是0.54%，而位置1處的分散相管道中的流量分配是0.03%。表1示出有和沒有流量分配部件的情況下流量分配的性能比較。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>如從上述表格中可以看出，流量分配部件不會(huì)影響分散相的流量分配。然而流量分配部件改善了連續(xù)管道中的流量分配，這將導(dǎo)致改善的均勻乳液質(zhì)量。對(duì)于其中考慮作為非牛頓流體切變率的函數(shù)的變化黏度的情況，預(yù)期在沒有流量分配部件的情況下流量的不正常分配高于其中假定黏度與切變率無關(guān)的這個(gè)示例。示例4-流量分配管道中的損耗系數(shù)在FluentTMV6.2.16中開發(fā)了一種用來模擬流體分配部件和估算損耗系數(shù)的計(jì)算流體力學(xué)模型。所使用流體是乙烯氣體。流速是變化的使得雷諾數(shù)的范圍從層流態(tài)到紊流態(tài)變化。假定黏度恒定而且輸入流分布均勻。在表1中列出了流的性質(zhì)。幾何形狀如圖16所示。流量分配部件的截面積是0.38mmX0.38mm。該部件的總體寬度是3.56mm而兩個(gè)連續(xù)彎曲部之間的最小距離是1.78mm。對(duì)于紊流模型，使用了FluentTM中的默認(rèn)k-s模型。將此與相關(guān)文獻(xiàn)iS^rewger,Z)rwc^ver/wWe/w90oA>&mmemrec/zto^ra/^e,&/we/z5m/^g,Fo/.wo./3,;p.2"-23/,"69進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)損耗系數(shù)K隨Re從層流到紊流增大而減小并變成漸進(jìn)值1.41。還發(fā)現(xiàn)第一彎曲部通常具有更高壓降(>3.0)。假設(shè)和參考在FluentV6.2.16中開發(fā)了一種用來模擬流體分配部件的計(jì)算流體力學(xué)模型。假定黏度恒定而且輸入流分布均勻。幾何形狀如圖l所示。流量分配部件的截面積是0.015"X0.0.015"。該部件的總體寬度是0.14mm而兩個(gè)連續(xù)彎曲部之間的最小距離是0.07":本研究的目的是估算流量分配部件的彎曲部中的靜態(tài)壓力損耗。所定義彎曲部的總數(shù)量是12個(gè)。壓力損耗定義為^=〖損耗+其中K損耗已知為損耗系數(shù)表l:針對(duì)CFD模型所使用的流體性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>在入口針對(duì)不同的雷諾數(shù)運(yùn)行該CFD模型。圖17-19是使用乙烯氣體作為流體用CFD模型模擬的一些雷諾數(shù)的一個(gè)的示例。圖17-19示出每個(gè)彎曲部處的損耗系數(shù)。第一彎曲部處的損耗系數(shù)顯著高于后面彎曲部的損耗系數(shù)。這可以歸因于入口效應(yīng)。通過排除呈現(xiàn)出入口效應(yīng)的彎曲部和簡單地計(jì)算余下彎曲部的損耗系數(shù)平均值估算出平均損耗系數(shù)。圖20示出平均彎曲部損耗系數(shù)作為雷諾數(shù)的函數(shù)。隨著雷諾數(shù)增大，損耗系數(shù)K損耗減小。在紊流的雷諾數(shù)范圍中(定義為直管)，K損耗值達(dá)到漸進(jìn)值1.41。這個(gè)發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)使用流量分配部件的流量分配系統(tǒng)中非常有用。示例5—大規(guī)模相位分離裝置中的計(jì)算流量分配使用Fluent根據(jù)CFD模型估算流量分配部件中的壓降(示例5中所示)。該流量分配部件的尺寸和示例4中所討論的一樣。圖21中示出由子歧管和流量分配部件構(gòu)成的內(nèi)部歧管的示意圖。每個(gè)微管道通過流量分配部件連接到子歧管。為了簡便起見，在該圖中流量分配部件由直線來表示。通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)流量分配部件實(shí)現(xiàn)流量分配中的均勻性。假定連接管道壓降是1psi的平均壓降。使用常規(guī)突然膨脹關(guān)系，從FDF到連接管道的膨脹損耗如下所示在計(jì)算中使用以下假定只建模頭集管(沒有尾集管)；恒定出口氣壓=230psig;入口流體是75.5%乙烯、24.5%乙烷的氣體混合物；在245psig和-26.8°0所計(jì)算的性質(zhì)；子歧管入口處的損耗；在歧管部分沒有傳熱。l-D模型中的假定總共100條微管道；恒定黏度；通過來自使用如圖22中所示的SRK平衡關(guān)系的ChemCAD的曲線擬合密度預(yù)測(cè)估算密度。開發(fā)了數(shù)值模型來模擬通過圖21中所示的幾何形狀的流量。該模型基于串聯(lián)和并聯(lián)連接的流阻。該幾何形狀中的子歧管總數(shù)量是5。每個(gè)子歧管通過流量分配部件連接到20個(gè)微管道。任意地選擇子歧管的尺寸和數(shù)量來示出流量分配可以通過流量分配部件中的彎曲部數(shù)量來控制。以下表格概括在數(shù)值模型中使用的尺寸。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>該模型用來估算每個(gè)流量分配部件中的彎曲部數(shù)量。圖23示出對(duì)流量分配部件的彎曲部數(shù)量的要求。對(duì)于微管道，如圖23中所示的流量分配部件的彎曲部設(shè)計(jì)數(shù)量給出Q=4.5%。當(dāng)將質(zhì)量指數(shù)因素的定義應(yīng)用到子歧管中的流量分配時(shí)，Q是2.3y。。總體壓力估算為5.9psi。圖24中示出了管道到管道的流速。對(duì)于通過微管道的相同流速，由于管道幾何形狀的不規(guī)則，管道壓降可能變化很多次。管道壓降的變化可能導(dǎo)致不正常分配。進(jìn)行研究來査看管道中壓降變化對(duì)流量分配的影響。在該模型中對(duì)管道壓降施加了±5%的變化。圖25中示出了所施加的管道壓降分布。微管道的質(zhì)量指數(shù)因數(shù)是6.2%,非常接近在沒有管道壓降變化的情況下的流量分配?？倝航凳?.8psi。子歧管的質(zhì)量指數(shù)因數(shù)是4.9%。圖26示出微管道上的質(zhì)量流分配。對(duì)管道壓降在+/-5%的變化且平均壓降為1psi的情況下的另外四種更隨機(jī)變化運(yùn)行該模型。以下表格列示所得到的總Q-因數(shù)、子歧管Q-因數(shù)和總壓降。<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>該示例示出有流量分配部件的流量分配設(shè)計(jì)對(duì)連接管道中的壓力變化的穩(wěn)健性。示例6:針對(duì)工藝管道中的部分沸騰的流量分配部件應(yīng)用圖27示出流量分配幾何形狀的示意圖。流體流進(jìn)入19.05mmX12.7mm的主頭集管。該流體流從主歧管分配到次級(jí)頭集管。次頭集管的截面尺寸是1.78mmX5.08mm。次頭集管的總數(shù)是44。每個(gè)次頭集管通過流量分配部件將流體流分配到三個(gè)連接冷卻管道中。為了簡單表示，在該圖中用直路徑示出流量分配部件并將其稱為"FDF"。連接管道尺寸是2.54mmX0.51mmX190.5mm。該流量分配部件的截面是0.76mmX0.25mm。該流體是水。進(jìn)入主歧管部分的總體積流速是2.2L/分鐘。主頭集管、次歧管和流量分配部件中的冷卻劑溫度是228°C。冷卻劑管道出口處的壓力使得冷卻劑管道入口處的水處于飽和狀態(tài)。在冷卻劑管道壁上，施加變化的熱通量。在每個(gè)次頭集管中，中間冷卻劑管道將熱通量施加到所有四個(gè)壁，而出口冷卻劑管道僅將熱通量施加到一個(gè)壁。熱通量分布從1.0W/cm2(近流量分配部件)到0.25W/cm2(近出口)線性變化。熱導(dǎo)致冷卻劑管道中部分沸騰。如圖28中所示考慮了兩種不同類型的流量分配部件。圖28(a)中的流量分配部件被稱為"尖角流量分配部件"，而圖28(b)中的流量分配部件被稱為"圓角流量分配部件"。建立CFD來確定損耗系數(shù)作為雷諾數(shù)的函數(shù)。以下示出尖角流量分配部件和圓角流量分配部件的損耗系數(shù)相互關(guān)系，作為雷諾數(shù)和該流量分配部件的寬度的函數(shù)^jp廁ft=(0.9115814+17.246946『印尸—0.00048750521ReroF+5.8078157x10_8Re〗(1-8.9274612『麼-0.00025069524Re，+2.9785762xl(T8Re;),8.2902919—291.3301『TOf—0.00088695604ReTO/r+4705.144^F+2.894361110—8R《D/、+0.018871653^Re歴y以下表格概括了在沒有流量分配部件的情況下和有流量分配部件的情況下的流量分配性能。表格冷卻劑管道中部分沸騰情況下的流量分配性能<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>從該表格中可看出增加流量分配部件有助于改善流量分配。權(quán)利要求1.一種流體處理方法，包括使工業(yè)生產(chǎn)流流到歧管中；其中所述歧管被至少連接到第一流量分配管道(FDC)和第二FDC。其中每個(gè)FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)為90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90°的彎曲部；以及其中所述第一FDC管道將所述歧管連接到第一工藝管道；其中所述第二FDC管道將所述歧管連接到第二工藝管道；以及其中工業(yè)生產(chǎn)流的流過所述第一FDC的所述部分僅與一個(gè)工藝管道連接而且不與任意其它FDC連接，使得所述工業(yè)生產(chǎn)流的進(jìn)入所述第一FDC的所述部分全部流入所述第一工藝管道中；以及在所述第一和第二工藝管道中進(jìn)行單元操作。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個(gè)FDC至少包括三個(gè)彎曲部而且所述三個(gè)彎曲部的每一個(gè)具有至少為135。的角度。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括在所述工業(yè)生產(chǎn)流流過所述第一工藝管道時(shí)使其部分沸騰的步驟。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中進(jìn)入所述第一工藝管道的所述工業(yè)生產(chǎn)流的0.5%-50%在所述第一工藝管道中進(jìn)行沸騰。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工藝管道中的所述工業(yè)生產(chǎn)流包括乳液、懸浮液、或非牛頓流體。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一工藝管道具有包括節(jié)流孔的管道壁，而且其中所述第一工藝管道包括包含第一相的第一流體，以及與所述第一流體不互溶的、流經(jīng)所述節(jié)流孔到所述第一流體中形成乳液的第二流體。7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一FDC中的流體流是牛頓的，而所述第一工藝管道中的流體流是非牛頓的。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二FDC具有相同長度。9.一種將流量從歧管分配到多個(gè)工藝管道的方法，包括使工業(yè)生產(chǎn)流流到歧管中；其中所述歧管至少連接到第一FDC和第二FDC;其中每個(gè)FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90。的彎曲部；以及其中所述第一FDC管道將所述歧管連接到第一工藝管道；其中所述第二FDC管道將所述歧管連接到第二工藝管道；以及其中所述第一FDC管道與所述第一工藝管道在同一平面上；以及其中所述第一FDC具有一截面積，所述FDC的截面積在所有點(diǎn)上都小于所述第一工藝管道的截面積。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一FDC管道與所述第一工藝管道和所述歧管在同一平面上。11.一種微管道裝置，包括歧管；其中所述歧管至少連接到第一FDC和第二FDC;其中每個(gè)FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90°的彎曲部；以及其中所述第一FDC管道將所述歧管連接到第一工藝管道；其中所述第二FDC管道將所述歧管連接到第二工藝管道；以及其中所述第一FDC僅與一個(gè)工藝管道連接而不與任意其它FDC連接，使得所述工業(yè)生產(chǎn)流的進(jìn)入所述第一FDC的所有部分流入所述第一工藝管道。12.—種微管道裝置，包括歧管；其中所述歧管至少連接到第一FDC和第二FDC;其中每個(gè)FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90。的彎曲部；以及其中所述第一FDC管道將所述歧管連接到第一工藝管道；其中所述第二FDC管道將所述歧管連接到第二工藝管道；以及其中所述第一FDC管道與所述第一工藝管道在同一平面上。13.—種混合流體的工藝，包括使第一流體流過工藝管道；使第二流體流過FDC并流入所述工藝管道，在其中第一和第二流體混合，其中所述FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90。或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90°的彎曲部。其中所述第一和第二流體不同。14.如權(quán)利要求13所述的工藝，其特征在于，所述第一流體流入所述工藝管道的所述質(zhì)量流速是所述工藝管道中的所述第二流體的流速的5%或更小。15.如權(quán)利要求13所述的工藝，其特征在于，所述FDC至少包括兩個(gè)具有不同角度的彎曲部。16.如權(quán)利要求13所述的工藝，其特征在于，所述工藝管道是直的而且所述工藝管道中的流體流是非牛頓的。17.—種用于混合流體的裝置，包括工藝管道；附加流體管道；將所述附加流體管道連接到所述工藝管道的FDC，其中所述FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90°的彎曲部。18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，包括通過多個(gè)FDC連接到一個(gè)附加流體管道的多個(gè)工藝管道，其中每個(gè)FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90°的彎曲部。19.一種流體處理方法，包括使工業(yè)生產(chǎn)流流入歧管；其中所述歧管至少連接到第一流量分配管道(FDC)和第二FDC;其中所述第一FDC包括具有單個(gè)管道的第一部分、一端連接到所述第一部分而另一端連接到第一工藝管道的第二部分、以及一端連接到所述第一部分而另一端連接到第二工藝管道的第三部分；其中所述第二FDC包括具有單個(gè)流道的第一管道部分、一端連接到所述第一管道部分而另一端連接到第三工藝管道的第二管道部分、以及一端連接到所述第一管道部分而另一端連接到第四工藝管道的第三管道部分；其中每個(gè)FDC包括一系列彎曲部，至少包括四個(gè)90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90。的彎曲部；以及在所述第一、第二、第三和第四工藝管道中進(jìn)行單元操作。全文摘要本發(fā)明描述可以用來控制對(duì)微管道陣列的流量的部件。本發(fā)明還描述其中將工業(yè)生產(chǎn)流分配到多個(gè)微管道的方法。該流體處理方法包括使工業(yè)生產(chǎn)流流入至少連接到兩個(gè)流量分配管道的歧管。這些流量分配管道連接到處理微管道并且至少包括四個(gè)90°或更小角度的彎曲部，或至少包括兩個(gè)大于90°的彎曲部。文檔編號(hào)B01J19/00GK101443111SQ200780014720公開日2009年5月27日申請(qǐng)日期2007年4月24日優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日發(fā)明者A·L·同克維齊,D·R·基拉諾斯基,R·阿羅拉申請(qǐng)人:維羅西股份有限公司