传热学：管内流动

流体在充满管道时的纵向流动﹐简称管流。管流是黏性不可压缩流体动力学的主要研究内容之一。工程上通常要求解决的管流问题﹐是用多大的功率才能使要求的流体流量连续地通过给定直径的管道﹔或者说要求计算管道流动的总水头损失Δ﹐核算体积流量和经济的管道水力直径。
对於黏性不可压缩流体的定常管流﹐常用如下的能量方程来分析

式中下角标1﹑2表示核算管段的进﹑出口﹐括号中各项依次代表静压水头﹑速度水头和位置水头﹔H 为外界输向流体的机械能水头﹔

和分别为流动中的局部水头损失和沿程水头损失﹐其中为管长。局部水头损失反映由於流道变截面或拐弯引起的涡流耗散损失。称为局部水头损失係数﹐通常由实验确定﹐以经验式或图表给出。沿程水头损失反映流体与管壁间的摩擦损失。称为沿程水头损失係数﹐由理论和实验方法求得﹐工程上可根据雷诺数(R )和管壁粗糙程度查人工粗糙壁管道和工业管道的沿程阻力係数图(图1 人工粗糙壁管道阻力係数的尼库拉德塞图

2 工业管道阻力係数的穆迪图 )。这两种沿程阻力係数图是J.尼库拉德塞和L.F.穆迪分别建立的。
管网计算时﹐常需要对上述能量方程﹑局部和沿程水头损失的经验式或图表与连续方程(见流体动力学基本方程)一起联合求解。复杂管网一般可分解为串联和并联两种基本方式﹐这样就可以方便地算出整个管网的有关数据。