管流是在管道内的粘性流体流动，是化工生产中最常见的流动形式。常应用在园林设计和水力学中等领域。

介绍(进口段 直圆管内的速度分布 管内流动的复杂情况)

应用(水力学中的管流 园林设计中的管流)

介绍

由于流动流体被固体边界所包围，常称为流动的内部问题。管道常用于输送流体，又是构成化工设备（如管壳式换热器、列管式固定床反应器等）的基本部件；加之管道几何形状简单，便于理论研究，所得结果还可为了解其他流动所借鉴。因此，研究管流在实践上和理论上都是很重要的。

进口段

流体刚进入管内时，整个管截面上的速度u均匀，但管壁上的速度为零。随着流体向前流动,由于流体粘性作用，管壁附近的速度降低，截面上的速度分布不断变化，直至离管口一定距离x0后不再改变。速度分布随轴向距离变化的管段称进口段（图1）。进口段内发展着的流动，与绕流时壁面附近的流动具有相似之处。边界层厚度 δ在进口处为零，此后，沿管长逐渐增加。在边界层之外，是径向速度梯度为零的区域，这一区域沿流动方向不断缩小，流体的流速不断增加,依次由u0、u1、u2、u3变至umax,以保持截面平均速度不变，即流量不变。无粘性流区域消失后，充分发展的速度分布就告形成。进口段长度随雷诺数而变化,在层流时约为0.058dRe（d为管径,Re为雷诺数），湍流时约为50d。 管流

直圆管内的速度分布

管内流动因处于不同状态而有不同规律。层流时，沿半径的速度分布呈抛物线，速度分布也可用对数形式表示。根据半经验湍流理论导出的对数速度分布，又称通用速度分布。速度分布分三个区域处理：①在壁面附近的层流底层区，动量传递主要依靠分子传递；②在湍流区位于离壁面一定距离处，动量传递主要靠湍流微团脉动，分子传递可以忽略；③过渡区位于两者之间。各区域的划分以无因次距离参数y+为依据。

管内流动的复杂情况

管流所用的管道不限于直圆管，也可能是非圆管（矩形管、椭圆管）、非直管、变截面管等。在这些管道中的流动,又出现一些新现象,其中主要是流动边界层的分离和主流上的次流,即垂直于主流的横截面上的流动现象，如弯曲管中的次流。

应用

水力学中的管流

flow in pipe

液体充满管道内部的流动。设计管道或管系时必须进行管流的水力计算。管流的主要问题是确定流量和水头，计算沿管线各断面的压强。

管流按液体速度的恒定性可分为：速度随时间变化的非恒定管流和速度不随时间变化的恒定管流；按管道局部损失能否忽略分为：沿程损失占绝对优势、局部损失可以忽略不计的长管和局部损失占相当数量不能忽略不计的短管；按管道布置分为管径及管道类型均不变化又无分支的简单管道，以及由两根以上管道组合成的复杂管道，如串联、并联管道、枝状或环状管网。水力计算，均以恒定流为基础

园林设计中的管流

水从管状物中流出称为管流。这种人工水态主要构思于自然乡野的村落，常有以挖空中心的竹秆，引山泉之水，常年不断地流入缸中，以作为生活用水的形式。早在唐代诗人白居易的草堂记中亦曾描写过管流："……以剖竹架空，引崖上泉，脉分线悬，自檐柱砌，垒垒如贯珠，霏微如雨露，滴沥飘洒，随风远去。"

近代园林中则以水泥管道，大者如糟，小者如管，组成丰富多样的管流水景。返回自然已成为当前园林设计的一种思潮，因而在借用农村管流形式有同时，也将农村的水车形式引入园林，甚至在仅有1m多宽在橱窗中也设计这种水体，极大地丰富了城市环境的水景。