复杂管路流体输配系统的流量平衡是流体机械领域的技术难题.自动流量平衡阀能够在工作压差范围内,以其内部安装的高性能弹簧控制复杂截流面的过流面积,使输出流量保持恒定,是解决这一难题的关键技术.自动流量平衡阀的研究涉及到流体力学、结构动力学和机械学等技术基础的研究.本文提出了一种新型自动流量平衡阀结构,并对该新型自动流量平衡阀进行了流体运动机理研究、计算机辅助设计和分析(CAD和CAE)、实验室研究以及研究成果的工程应用.通过对不可压缩流体流动特性的分析、自动流量平衡阀可变过流面端帽的力学模型分析以及流体粘滞阻力系数的确定,推导了可变过流面的参数化方程,确定了自动流量平衡阀曲边截面的结构形式、流量参数以及阀门弹簧参数之间的解析关系.完成了自动流量平衡阀三维参数化模型的建立、静动态特性有限元分析以及可变过流面的结构优化设计.结果表明,设计的蝶形流量曲线孔能够避免自动流量平衡阀可变过流面端帽"机械锁死",并找出了疲劳损耗的原因.设计并建立了自动流量平衡阀流量性能实验台,对自动流量平衡阀样阀的流量特性进行了实验室研究,研究结果表明:样阀输出流量的控制精度达到设计流量的±2﹪.本文对自动流量平衡阀在供暖、水泵、灌溉以及空调等典型管路系统中的应用进行了研究,并将研究成果应用于实际工程,成功解决了供热管网及中央空调系统存在的流量失调问题,使系统的供暖品质和供暖效率获得改善,取得了良好的应用和节能效果.