本文以球床水冷反应堆为研究背景,对管内填充玻璃球构成的球床多孔介质通道内单相水紊流区的流动特性进行了研究。实验采用的不锈钢管的内径为50mm,填充玻璃球直径分别为2mm、3mm、5mm和8mm,相应的孔隙率为0.379、0.39、0.397、0.408。实验在常压下进行,流量范围为0.6~10m3/h。多孔介质内的流动特性计算中比较常用的公式为Ergun方程。通过与实验数据对比分析,结果表明在Forchheimer区,传统Ergun经验公式和Macdonald经验公式能够较好的预测流体在多孔介质中的压降,尤其是空隙率较小的情况实验值与经验公式符合的很好,并且随着雷诺数的增加实验值与经验值的吻合更好。在紊流区,传统Ergun经验公式和Macdonald经验公式与实验值出现很大偏差,所以紊流区中不可以用经验公式进行预测。在紊流区,本文以实验值为基础,对Ergun型经验公式的常系数进行了重新拟合得到了较合理的公式。并对紊流区中流动机理进行了分析,随着雷诺数的增大粘性份额不断减小,惯性力所占份额随着雷诺数的增大不断增大,在紊流区中只有2mm的粘性份额与惯性份额有一定交叉,其他小球的惯性份额始终高于粘性份额。本文最后用分形理论分别对Forchheimer区和紊流区进行了分析。结果表明分形理论值在Forchheimer区和紊流区中比传统Ergun型经验公式据有更准确的预测值,而且比Ergun型经验公式有更准确的物理意义。从分形理论可以看出,不仅与流速,空隙率有关,而且孔隙大小,相分形维数,迂曲度分形维数对压力的损失有不可替代的影响。