什么是管流?

[拼音]：guanliu

[外文]：pipe flow

管道中液体无自由表面时的流动。此时液体压强大于或小于大气压强，所以又称为有压流。

现代生产和生活中普遍使用管道输送水、石油等各种流体。这就使得管流的规律成为水力学中实用性很强的内容之一。作为管流理论基础的是水流连续性方程、水流能量方程和水头损失计算的理论和方法等。

多数情况下可不考虑管道内水流随时间的变化而按恒定流计算。如果局部水头损失及流速水头很小（例如占沿程水头损失的5％～10％以下），则可忽略不计而使计算简化，这种管道称为长管；反之，沿程及局部水头损失和流速水头均需计算的管道称为短管。当没有足够根据论证可作为长管计算时则应先按短管计算。一般水泵吸水管、虹吸管、倒虹吸管等均按短管计算。此外，根据管线的布置情况可分为单管及管系。前者指管径不变且无分支的管道，后者则由两根以上的管道组合而成。根据组合方式不同，管系又分为串联管、并联管及枝状管网和环状管网（见图）。

对于单管，作为短管计算时其流量公式为：

式中A为管道横断面积；H为所论管段始端断面的总水头与终端断面测压管水头之差，称为作用水头；μc称为管道流量系数，与管长、管径、沿程及局部水头损失系数有关。如作为长管，流量亦可另按谢才公式计算。

管流水力计算，主要解决以下三种问题：

（1）已知作用水头、管线布置和管径，确定输送的流量，或已知流量、水头和管线布置，确定管径；

（2）已知管线布置、管径及流量，确定所需作用水头；

（3）已知流量、作用水头及管线布置和管径，确定压强沿管线分布情况。对于非恒定管流（如水击）的计算尚需考虑液体的压缩性及管壁d性。

参考书目

华东水利学院编：《水力学》，第2版，上册，科学出版社，北京，1983。

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