什么叫充分發展管流？它在流量測量中的意義。什么叫非充分發展管流？（王建忠）

答：在管道流動中邊界層充分發展到管道中心形成固定的于管道中心三維對稱的流速分布剖面的流動稱充分發展管流。按照紊流、層流的管道流充分發展流有不同速度剖面，層流速度剖面是拋物線形，紊流是指數形。如圖

 

 

式中，R是管子半徑，r是管半徑變量，k是常數（≈0.41），B是常數（≈5.0）,u*是摩擦速度，是管壁剪應力和流體密度的函數。

       當管流達到充分發展時，流速穩定，對管徑對稱，因而流量穩定；流量計采集信號穩定，才可以達到計量流量的目的。

       非充分發展管流，是流速不能形成固定且“規范”的速度剖面的流動（所謂規范是指在一定雷諾數時穩定的于管道中心對稱的速度剖面）；特點是不穩定。比如，在彎頭，閥門，擴徑管，縮徑管，分岔管，各種變徑管中或者后面，凡是可以造成流場中速度方向、大小變化的，都是非充分發展流。下圖中細線表示充分發展流，粗線表示非充分發展流。

 

非充分發展流的管段內是不可以安裝流量計的。為了解決此問題，各種流量計特別是速度式流量計要求在安裝流量計位置有一定長度的直管段。流量計前有較長的直管段，其后較短。目的是使流速基本達到充分發展。各流量計對流速分布不穩定性要求不同，對直管短長度要求也不同。直管段達不到要求者可以在管道中加設整流器使之改善。如下圖

                  

參考文獻

1. Andrea Frattolillo, Nicola Massarotti，Flow conditioners efficiency a comparison based on numerical approach，A. Frattolillo, N. Massarotti / Flow Measurement and Instrumentation 13 (2002) 1–11

2.Frank M White，Fluid Mechanics (fifth Edition)。清華大學出版社，2004

3. George E.Mattingly and T.T.Yeh,Elbow effects on pipe flow and selected flow meters,NIST,USA.