关于水平管道内水流速变慢问题的分析

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1、1、一个简单的问题，一个等直径的管道，水平放置，水（不可压缩流体）在管道中流动，考虑到水与管壁之间的摩擦损失，水沿长度方向的流速会不会越来越慢呢？答案是会，因为水在流动过程中会有阻力。2、如果水进口速度不变呢，管径不变，那么水在流动过程中，流速会变么？可能有的人就会说，会变小，因为有沿程阻力损失。但是根据不可压缩流体的质量守恒方程，进入控制域的质量和流出控制域的质量是守恒的，即：U1A=U2AA是管道截面积，为定值因而U1=U2因而如果进口速度不变的话，出口速度也不会变化；3、如果水平管子无限长，阻力无限大，进口速度不为零，流体出口速度是不是为零呢？答案是不会，只要你进口有速度，出

2、口必然有与进口相同的水速。根据伯努利方程，模型考虑了粘性阻力，因此此处用的是粘性流体的伯努利方程即：Z1+P12g+U1ρg=Z2+P22g+U2ρg+hw其中：Z1=Z2U1=U2hw为压头损失，为无限大则上式变为：：P12g=P22g+hw从上式可以看出，当hw无限大时，要想流体获得速度，则必须克服管道阻力，即P1也要无限大。而进口速度的产生则是由无限大的P1给其动力。用另外一个公式能够很清晰分析出来：（相关资料可以查谢才系数）水流速度与水利坡度，水利半径，管道内壁粗糙度等有关U=6RR（P1-P2）ρgLn其中：.n为粗糙度R为水利半径L为管长P1，P2为进出口压力从上式可以

3、看出，如果L无限长，进出口压力不变，则速度趋近于0。如果想要获得一定的速度U，则必须提高压差。因而水平管道中，流速变不变，在于初始条件，例如灌溉时，为什么远处的水流越来越小，这是因为水泵的扬程已定，初始压力已定。管子越长，则水流克服的阻力越大，获得的初始速度越小，因而远处的水流越来越小。这跟质量守恒并无冲突。