第三章管道的水力计算及强度计算第一节管道的流速和流量
流体最基本的特征就是它受外力或重力的作用便产生流动。如图31所示装置，如把管道中的阀门打开，水箱内的水受重力作用，以一定的流速通过管道流出。如果水箱内的水位始终保持不变，那么管道中的流速也自始至终保持不变。管道中的水流速度有多大每小时通过管道的流量是多少这些都是实际工作中经常遇到的问题。
图31水在管道内的流动为了研究流体在管道内流动的速度和流量，这里先引出过流断面的概念。图32为水通过管道流动的两个断面11及22，过流断面指的是垂直于流体流动方向上流体所通过的管道断面，其断面面积用符号A来表示，它的单位为m2或cm2。
图32管流的过流断面a满流b不满流
f流量是指单位时间内，通过过流断面的流体体积。以符号qv表示，其单位为m3／h，cm3／h或m3／s，cm3／s。
流速是指单位时间内，流体流动所通过的距离。以符号。表示，其单位为m／s或cm／s。
图33管流中流速、流量、过流断面关系示意图
流量、流速与过流断面之间的关系如下：
以水在管道中流动为例，如图33所示，在管段上取过流断面
11，如果在单位时间内水从断面11流到断面22，那么断面1
1和断面22所包围的管段的体积即为单位时间内通过过流断面1
1时水的流量qv，而断面11和断面22之间的距离就是单位时
间内水流所通过的路程，即流速。
由上可知，流量、流速和过流断面之间的关系式为
qvvA
31
式31叫做流量公式，它说明流体在管道中流动时，流速、流
量和过流断面三者之间的相互关系，即流量等于流速与过流断面面积
的乘积。如果在一段输水管道中，各过流断面的面积及所输送的水量
一定，即在管道中途没有支管与其连接，既没有水流出，也没有水流
入，那么管道内各过流断面的水流速度也不会变化；若管段的管径是
f变化的即过流断面的面积A是变化的，那么管段中各过流断面处的
流速也随着管径的变化而变化。当管径减小时，流速增大；而当管径
增大时，流速即减小。然而，当流速一定时，流量的变化随管径成几
何倍数变化，而不是按算术倍数变化。因为在管流中，管道的过流断
面面积与管径的平方成正比。也就是说，管径扩大到原来的2倍、3
倍、4倍时，面积增加到原来的4倍、9倍、16倍。如DN50mm的管
子过流断面面积是DN25mm的管子的4倍，那么在流速相等的条件下，
DN50mm管子中所通过的流量即是DN25mm管子的4倍；同理，DNlOOmm
的管道内所通过的流量应r