（一）流体的流动类型
雷诺实验表明，在流体流动中存在着截然不同的两种流动形态，即层流和湍流。 1．层流：流体质点沿轴方向作直线运动，即分层流动；质点间不发生宏观混合；流体的摩擦力遵循牛顿粘性定理；流体内的动量、热量、质量传递靠分子运动来进行。
2.湍流：流体质点总体上沿管轴方向流动，同时还在各个方向上作剧烈的随机运动，流体的内摩擦力不服从牛顿粘性定理；流体内的动量、热量、质量传递是通过质点和分子的随机运动共同完成的。质点随机运动强化传热过程。 （二）流动类型的判断条件
u?u2 Re?=，雷诺数等于惯性力?u2与粘性力?之比。
d??uddu?当Re<2000时，为层流。 当Re>4000时，为湍流。
当Re=2000-4000时，可能是层流，也可能是湍流，依外界条件定，此区域称为过渡流。 七、管内流动阻力 （一）流动阻力分类：
（1）直管阻力：流体通过等径直管时所产生的阻力损失。
（2）局部阻力：流体通过管件、阀门、截面突然变化所引起的阻力损失。 （二）阻力损失的直观表现—压强降
在一水平等径直管上任取两截面列柏努利方程有：
?pf?p1?p2??g?hf
上式表明，直管的阻力损失表现为压强降。即阻力损失是由流体的压强能提供的。 （三）直管阻力的计算通式——范宁公式
lu2?hf??d2 [J/Kg]
9
l?u2?pf???hf?? [Pa]
d2
lu2 Hf?? [m]
d2g上面范宁公式的三种表达式，对层流和湍流均适用，可视情况选择。 应用上式的关键是求λ。 （四）摩擦系数λ的确定 1.层流时摩擦系数：??64 将此式代入范宁公式，有 Re hf?由此式可得到两点结论：
32?l32?l4Vsu? 24?d?d?（1）层流时，阻力损失与流速或流量的一次方成正比。 （2）层流时，阻力损失与管内径四次方成反比。 2.湍流时的摩擦系数λ：
? 由无因次分析法研究可得，湍流时摩擦系数???(Re,),可通过实验找出
d?λ、Re和相对粗糙度间的关系，较常用的是摩擦系数图，见教材图（1-34），
d该图可分为四个区域。 （1）层流区，Re≤2000，??64 Re（2）过渡区，Re=2000-4000，λ一般按湍流查取。
??（3）湍流区，Re>4000，一定下，λ随Re增大而减小。Re一定时，λ随
dd的增加而增大。
?（4）完全湍流区，一定时λ与Re无关，并为常数。由范宁公式：
dlu2?lVs2∑hf?? ?25d22?d4??由上式得到：
A、完全湍流时，阻力损失与流速或流量的平方成正比又称阻力平方区。
10
B、完全湍流时，阻力损失与管径的五次方成反比。 （五）非圆形直管阻力的计算
计算非圆形直管阻力时，仍可用范宁公式，但应将式中和Re中的圆管直径换成非圆管的当量直径de。 （六）局部阻力的计算
当流体流过管路上的部件如管件、阀门、管子进出口、截面突然变化时，流动阻力显著增加，这类流动阻力统称为局部阻力。计算方法有： 1.阻力系数法
u2hf?? [J/Kg]
2式中?称为局部阻力系数，其值由实验定。 2.当量长度法le
将流体的局部阻力损失折合成相当于流体流过直径相同的长度为Le的直管时所产生的阻力损失。
Leu2hf?? [J/Kg]
d2式中当量长度Le值由实验定。上两式中的u均采用较小截面处的流速。 （七）流体在圆管内流动的总阻力计算
管路系统的总阻力包括了所取两截面间全部直管阻力和局部阻力。 1.当管路为等径管路时：
lu2∑hf?(????) [J/Kg]
d2l??leu2 ?hf?? [J/Kg]
d2 2.对不同直径的管段组成的管路，利用上两式分段计算，然后加和计算出总阻力。 八、管路计算 （一）管路特点 1.简单管路特点
11
由等径的或不同管径的管道组成的串联管路，特点是： （1）连续性方程成立。即u1A1?1?u2A2?2
（2）管路总阻力等于各段直管阻力与局部阻力之和。 2.并联管路特点
（1）主管的流量等于各并联支路流量之和。
（2）各并联支路的阻力相等即?hf1??hf2??hf3，计算时任选一支管路即可。
（3）各支路流量分配按?hf1??hf2??hf3自动进行。 3.分支与汇合管路特点
（1）主管流量等于各支管流量之和。
（2）分支点或汇合点处的单位质量流体的总机械能为一定值。
（3）因主管上分支点或汇合点后流量变化，主管的阻力损失必须分段计算。 （二）简单管路计算内容
1.设计型问题：对于给定的输送任务，选择适宜的管径，设计管路的走向，确定管路中需配置的管件和阀门等。
2.操作型问题：对已有的管路系统，核算在给定条件下的输送能力等。 九、流量测量
（一）皮托管
用来测量管路中某点速度的装置，与U型管压差计配合使用。所测流速为
u?C0注意：
2(?A??)gR?
1.皮托管可测定管截面上的速度分布。
2.皮托管安装时，测点前、后应保证一定直管长度（稳定段），稳定段长大于50倍管内径。