管流
介绍▪液体层性管流 ▪液体湍性管流
- ▪气体湍性管流
- 2应用
- ▪水力学中的管流
- ▪园林设计中的管流
- 3参考文献
管流是管道中的流体运动。两千多年前人类已能大规模利用管道系统供水。现代更普遍使用管道输送各种液体、气体和复杂的混合物。根据管中流体的流动状态，管流可分谅堡为层性管流和湍性管流。
公式式中△p为管道长度L上的压力降（或压力损失）。因为压力沿管道长度降低，△p为负，所以式中取负号。
流量Q以及压力降△p的公式为
公式式中g为重力加速度。由流量公式可看出，在其他条件不变情况下，压力降增大一倍，流量也增大一倍；反之亦然。
公式式中为hf压头损失（米）；L为管道长度（米）；D为管道内径（米）；U为平均速度（米/秒）；g=9.81米/秒；f为摩擦系数（无量纲），它是雷诺数Re和管道内壁相对粗糙度的函数，即
公式
图示
为了便于使用，L.F.穆迪将这些函数关系绘在一张以ε/D为参数，以f、Re为坐标轴的曲线图（称为穆迪图，见图2）上。 图中湍性管流摩擦
系数f的下限为最下面的一条光滑管曲线，虚曲线为篮糠境过渡区和完全湍流区的分界线。
上述经验公式和穆迪图适用于各种工业管道中的液体流动。新的工业管道内壁的有效粗糙度见上页表。
肯嘱犁桨想淋碑应用时，如果给定管道流量求压头损失，可以按如下步骤进行计算。
首先通过水力试验测定管道内壁的有效粗糙度，算出雷循体谜诺数，根据穆迪图查出摩擦系数f，然后用
达西-魏斯巴赫方程算出压头损失。由于尚缺乏测量管道粗糙度的满意方法，对粗糙
图示管的摩擦系数的知识也不完善，这样的计算误差约±10%。
管道截面的变化，阀门调节，管道方向变化和分支，都会引起压头的局部损失。但是，这些损失。但是，这些损失是次要的。工程计算中可将等效管道长度L0加到实际管道长度中加以考虑。
实验发现，可溶性高分子聚合物具有很强的减阻作用。例如，在纯溶剂中加百万分之几（重量）的这种聚合物，可以使液体湍性管流的摩擦阻力降到纯溶剂摩擦阻力的四分之一。一般来说，任何具有线形结构的高分子物质（其分子量大于50 000），都可使任何流体溶剂的湍流摩擦阻力降低。高分子减阻具有广泛的应用前景。
公式式中为P1初始绝对压力（千克力/米，1千克力=9.8牛顿）；P2为最终绝对压力（千克力/米）；Q为重量流量（千克力/秒）；R为气体常数；T为热力学温度（开）；A为圆管横截面积（米）。摩擦系数f仍根据雷诺数Re和管道内壁相对粗糙度ε/D从穆迪图查出。在等温情形中，雷诺数沿管道长度不变。绝热条件下气体湍性管流的压力损失计算方法有所不同。
在实际技术问题中，经常遇到管道中的多相流动，即流动介质包括气体、液体或固体中二相或二相以上的混合物。这些复杂管流主要依靠经验公式进行计算。
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