在管道內(nèi)的粘性流體流動，是化工生產(chǎn)中最常見的流動形式。由于流動流體被固體邊界所包圍，常稱為流動的內(nèi)部問題。管道常用于輸送流體，又是構(gòu)成化工設(shè)備（如管殼式換熱器、列管式固定床反應(yīng)器等）的基本部件；加之管道幾何形狀簡單，便于理論研究，所得結(jié)果還可為了解其他流動所借鑒。因此，研究管流在實踐上和理論上都是很重要的。
進口段 流體剛進入管內(nèi)時，整個管截面上的速度u均勻，但管壁上的速度為零。隨著流體向前流動，由于流體粘性作用，管壁附近的速度降低，截面上的速度分布不斷變化，直至離管口一定距離x0后不再改變。速度分布隨軸向距離變化的管段稱進口段（圖1）。進口段內(nèi)發(fā)展著的流動，與繞流時壁面附近的流動具有相似之處。邊界層厚度 δ在進口處為零，此后，沿管長逐漸增加。在邊界層之外，是徑向速度梯度為零的區(qū)域，這一區(qū)域沿流動方向不斷縮小，流體的流速不斷增加，依次由u0、u1、u2、u3變至umax，以保持截面平均速度不變，即流量不變。無粘性流區(qū)域消失后，充分發(fā)展的速度分布就告形成。進口段長度隨雷諾數(shù)而變化，在層流時約為0.058dRe（d為管徑，Re為雷諾數(shù)），湍流時約為50d。
直圓管內(nèi)的速度分布 管內(nèi)流動因處于不同狀態(tài)而有不同規(guī)律。層流時，沿半徑的速度分布呈拋物線，即：
式中R為圓管半徑;r為離管軸的徑向距離;umax為在管軸處的ux值。湍流時，速度分布可以經(jīng)驗地表達為冪指數(shù)形式，即：
式中y為離管壁距離;n為指數(shù)，隨雷諾數(shù)而變化。在Re＝4×103時，n＝6;在Re＝1×105時，n=7;在Re＝3.2×106時，n＝10。
速度分布也可用對數(shù)形式表示。根據(jù)半經(jīng)驗湍流理論導(dǎo)出的對數(shù)速度分布，又稱通用速度分布。速度分布分三個區(qū)域處理：①在壁面附近的層流底層區(qū)，動量傳遞主要依靠分子傳遞；②在湍流區(qū)位于離壁面一定距離處，動量傳遞主要靠湍流微團脈動，分子傳遞可以忽略；③過渡區(qū)位于兩者之間。各區(qū)域的劃分以無因次距離參數(shù)y+為依據(jù)。
式中v為流體運動粘度；u*稱為摩擦速度，
。τW為壁面剪切應(yīng)力；ρ為流體密度。光滑管中各區(qū)域的速度分布規(guī)律如下：
層流底層： 0＜y+＜5 u+＝y+
過渡區(qū)： 5＜y+＜30 u+＝5.0 ln y+－3.05
湍流區(qū)： y+≥30 u+＝2.5 ln y+＋5.5
式中u+=ux/u*，稱為無因次速度參數(shù)。此分布規(guī)律可在半對數(shù)坐標(biāo)紙上用曲線清楚地表示（圖2）。
直圓管內(nèi)的阻力 流體在直圓管內(nèi)作層流流動時，流量Q與壓力降Δp的關(guān)系為：
式中Δp＝p2-p1為上下游點1與點2間的壓力差；μ為點1與點2間的距離；μ為流體的動力粘度。這一關(guān)系由德國人G.哈根于1839年和法國人J.-L.-M.泊肅葉于1840年從實驗得出。由此式可導(dǎo)得層流時的摩擦系數(shù)（見流動阻力）為：
管內(nèi)湍流時，摩擦系數(shù)的計算，在不同雷諾數(shù)范圍有不同的經(jīng)驗式或半經(jīng)驗式，如光滑管當(dāng)Re＜105時：
與通用速度分布相對應(yīng)的摩擦系數(shù)為：
摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系還可用曲線表示（圖3）。圖中還包含了各種粗糙管的實驗結(jié)果，每根曲線對應(yīng)于一定相對粗糙度e/d（e為管壁的絕對粗糙度）的粗糙管。
管內(nèi)流動的復(fù)雜情況 管流所用的管道不限于直圓管，也可能是非圓管（矩形管、橢圓管）、非直管、變截面管等。在這些管道中的流動，又出現(xiàn)一些新現(xiàn)象，其中主要是流動邊界層的分離（圖4）和主流上的次流（圖5），即垂直于主流的橫截面上的流動現(xiàn)象，如彎曲管中的次流。
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