1.流体的流动类型
在流动体系中，按任意位置上流体的流速、压强、密度等物理量是否随时间变化，可以把流体的流动分为稳定流动和非稳定流动。
在一个流动体系中，如果流体的流速、压强、密度等只是位置的函数，不随时间而变化，则这种流动称为稳定流动；否则为非稳定流动。页岩气地面集输过程中的流动为稳定流动。
流体在管道中的流动状态可分为两种类型。当流体在管中流动时，若其质点始终沿着与管轴平行的方向做直线运动，质点之间互不混合。因此，充满整个管道的流体就如一层一层的同心圆筒在平行地流动，这种流动状态称为层流（laminar flow）或滞流（viscous flow）。
当流体在管道中流动时，若有色液体与水迅速混合，则表明流体质点除了沿着管道向前流动外，各质点的运动速度在大小和方向上都随时间发生变化，于是质点间彼此碰撞并互相混合，这种流动状态称为湍流（turbulent flow）或紊流。
雷诺引出一个无量纲的参数即雷诺数（Reynolds number），用Re表示，该数不仅与流体的流速u有关，而且与流体密度ρ、流体黏度μ以及管道的几何尺寸（如管径d）有关。雷诺数标志着流体在流动过程中，黏滞阻力与惯性阻力在总阻力损失中所占的比例。当Re较小时，黏滞阻力起主要作用；当Re较大时，惯性阻力起主要作用。
式中 d—管道内径，m；
u—流体的流速，m/s；
ρ—流体密度，kg/m3；
μ—流体黏度，Pa·m。
如果碰到非圆形管，可以用当量直径de近似计算雷诺数。当量直径的大小等于水力半径的4倍，水力半径rH的定义为：
该式不能用于宽度与长度相比非常小的狭长形管路，在这种情况下，用管路宽度的一半近似作为水力半径。
流体在管道中的流态按雷诺数来判断和划分：
（1）当Re≤2000时，流动呈层流形态，称为层流区。
（2）当2000＜Re＜4000时，流动类型不稳定，可能是层流，也可能是湍流，或是两者交替出现，与外界干扰情况有关，称作过渡区（transition region）。
（3）当Re≥4000时，流动形态为湍流；称为湍流区，例如周围振动及管道入口处等都易出现湍流。
值得指出的是，流动虽分为层流区、过渡区和湍流区，但流动形态只是层流和湍流两种，过渡区的流体实际上处于一种不稳定状态，它是否出现湍流状态往往取决于外界干扰条件。无论层流或湍流，在管道横截面上流体的质点流速是按一定规律分布的，在管壁处，流速为零；在管子中心处，流速最大。
2.流动的基本方程
1）伯努利（Bernoulli）方程
在稳定流动下，流体沿管路流动且无外功加入时伯努利方程为
式中 p—流体压力，Pa；
ρ—流体密度，kg/m3；
u—流体的流速，m/s；
g—重力加速度，9.8067 m/s2；
λ—摩擦阻力系数；
l—管线长度，m；
d—管道内径，m；
z—管线垂直位差（指距离管线中心），m。
上式表明管路的压降是由消耗于摩擦阻力的压降、流速增大引起的压降和克服高度变化的压降组成的。中间两项与第一项相比很小，为便于研究，通常可以忽略不计，故上式可写成：(www.xing528.com)
2）连续性方程
对于一个稳定流动体系，系统内任意位置上均无物料积累，即流入体系的质量流量等于流出体系的质量流量。如果把这一关系推广到管路系统中的任意截面，则有
式中 G—气体的质量流量，kg/s；
A—管路的截面积，m2。
其余符号的意义及单位同式（4—1）。
结合气体状态方程p=ρZRT，将式（4—5）代入式（4—4）并加以整理写成积分式，得
式中 Z—平均压缩因子（p1、p2之间）；
p1、p2—管线起点、终点的压力，Pa；
l—管线长度，m；
d—管子内径，m；
T—气体绝对温度，K；
λ—水力摩擦阻力系数；
R—气体常数，8.3145 kPa·m3/（kmol·K）。
3）达西方程
管线沿程的摩擦阻力损失可用达西方程表达
式中 hf—管线沿程摩擦阻力损失，m（液柱）；
Δpf—管线沿程阻力损失，Pa。
其余符合的意义及单位同式（4—3）
3.水力摩擦阻力系数
流体在管内的流动状态一般分为层流和湍流两种，而在湍流状态下，又分为光滑区、过渡区（亦称混合摩阻区）、完全湍流区（亦称阻力平方区）。水力摩擦阻力系数与管内流体流态密切相关，不同流态区内水力摩擦阻力系数的计算公式不同。各区的水力摩擦阻力系数或只是相对粗糙度（ε=e/d）的函数，或只是雷诺数（Re）的函数，或是雷诺数和相对粗糙度两者的函数。
4.局部阻力损失
流体在管内流动时，要受到管件、阀门等局部障碍而增加流动阻力，称为局部阻力。它还包括由于流通截面的扩大或缩小而产生的阻力。这种因流动方向和速度的变化而产生的局部阻力较直管阻力复杂。目前，没有局部阻力的理论计算公式，通常用式（4—8）或式（4—9）计算
只要知道了当量长度Le或局部阻力系数ξ，就可以计算局部阻力。
当量长度表示能产生与局部阻力相同的直管阻力所需的管道长度。在计算总管路阻力pt时，要在实际长度上再加上当量长度Le，即
式中 l—实际长度，m；
Le—管件的当量长度，m。
式（4—9）中的ξ称为局部阻力系数，表示克服局部阻力所引起的能量损失可以表达成动能的一个倍数。类似地，管路总阻力pt为
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