水力学 主要知识点
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Pz Px
第2章 液体运动的流束理论 1. 流线的特点:反映液体运动趋势的图线 流线的特征:流线不能相交；恒定流流线形状位置不变；恒定流 迹 线和流线重合。 2 .流动的分类: 液 流 非恒定流 均匀流
渐变流 急变流 在均匀流和渐变流过水断面上，压强分布满足： z p c g （二）液体运动基本方程 1.恒定总流连续方程 v2 A1 v 1A1= v 2A2 , Q=vA v1 A2 利用连续方程，已知流量可以求断面平均流速，或者通过两断面间
的几何关系求断面平均流速。
恒定流
非均匀流
2 p1 1v12 p2 2v2 2.恒定总流能量方程 z1 g 2 g z2 g 2 g hw
hw J= l —水力坡度 ，表示单位长度流程上的水头损失。
能量方程是应用最广泛的方程，能量方程中的最后一项hw是单位 重量液体从1断面流到2断面的平均水头损失 （1）能量方程应用条件： 恒定流，只有重力作用，不可压缩渐变流断面，无流量和能量 的出入 （2）能量方程应用注意事项: 三选：选择统一基准面便于计算p 选典型点计算测压管水头 : z g 选计算断面使未知量尽可能少 （ 压强计算采用统一标准） （3）能量方程的应用： 它经常与连续方程联解求 ：断面平均流速，管道压强，作用水头等。 文丘里流量计是利用能量方程确定管道流量的仪器。 毕托管则是利用能量方程确定明渠（水槽）流速的仪器。 当需要求解水流与固体边界之间的作用力时，必须要用到动量方程，
Baidu Nhomakorabea
3.恒定总流动量方程 F Q
2 2 1
∑Fx=ρQ（β2 v 2x-β1 v 1x）
投影形式
∑Fy=ρQ（β2 v 2y -β1 v 1y）
∑Fz=ρQ（β2 v 2z -β1 v 1z）
β—动量修正系数，一般取β=1.0
式中：∑Fx、∑Fy、∑Fz是作用在控制体上所有外力沿各坐标轴分量的合力，
水力学主要知识点
绪论
（一）液体的主要物理性质
1．惯性与重力特性 2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因 . 描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 : 3．可压缩性。 在研究水击时需要考虑
du dy
4．表面张力特性。 进行模型试验时需要考虑
水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设
可以用解析法进行计算。
静水总压力的计算 1)平面壁静水总压力 图解法：大小：P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积 方向：垂直并指向受压平面 作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。
静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系绘制的，只要用比例 线段分别画出平面上两点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水 压强分布图 解析法：大小：P=pcA, pc—形心处压强 方向：垂直并指向受压平面 作用点D：通常作用点位于对称轴上，在平面的几何中心之下。 (2)曲面壁静水总压力 1.水平分力：Px=pcAx=ρghcAx 水平分力就是曲面在铅垂面上投影平面的静水总压力，它等于该投影平 面形心点的压强乘以投影面面积。
（一）水头损失的计算方法
1.总水头损失： 沿程水头损失： 达西公式 圆管
l 2 hf 4R 2g
hw= ∑hf + ∑hj
l 2 hf d 2g
λ—沿程水头损失系数 R—水力半径 R A 圆管 R d 4 局部水头损失 ζ—局部水头损失系数
V2 hj 2g
d)正确分析作用在水体上的力， 一般有重力、压力和边界作用力(作用在水体上的力通常有重力、 压力和边界作用力) e)未知力的方向可以任意假设。（计算结果为正表示假设正确， 否则假设方向与实际相反）
通常动量方程需要与能量方程和连续方程联合求解。
4.量纲分析
第3章 流态与水头损失 水头损失以及与水头损失有关的液体的流态。
铅垂分力：Pz= ρgV , V---压力体体积. 在求铅垂分力Pz时,要绘制压力体剖面图。压力体是由自由液面或其 延长面,受压曲面以及过曲面边缘的铅垂平面这三部分围成的体积。 当压力体与受压面在曲面的同侧，那么铅垂分力的方向向下；当压力 体与受压面在曲面的两侧，则铅垂分力的方向向上. 合力方向：α=arctg
V1i,V2i是进口和出口断面上平均流速在各坐标轴上投影的分量。动量方程的应 用条件与能量方程相似，恒定流和计算断面应位于渐变流段。
动量方程应用注意事项：
a)动量方程是矢量方程，要建立坐标系。（所建坐标系应使投影分量越多等于 b)0为好，这样可以简化计算过程。） c)流出动量减去流入动量。
b)流速和力矢量的投影带正负号。（当投影分量与坐标方向一致为正，反之为负）
1.连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述
液体运动的物理量. 2．理想液体：忽略粘滞性、可压缩性的液体
（三）作用在液体上的两类作用力
第1章水静力学 水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。通过静水压强和静水 总压力的计算，可以求作用在建筑物上的静水荷载。 一静水压强： 主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示 方法. 1．静水压强的两个特性： （1）静水压强的方向垂直且指向受压面
请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4．压强的三种表示方法：绝对压强p′，相对压强p， 真空度pv, 它们之间的关系为：p= p′-pa 相对压强:p=ρgh 可以是正值，也可以是负值。。 pv=│p│（当p＜0时pv存在）
计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面
和曲面两类。 根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都
（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，
2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面 (它是静水压强计算和测量的依据） 3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式） p=p0+ρgh或
z p c g
其中 z—位置水头，p/ρg—压强水头，z+ p/ρg—测压管水头
第2章 液体运动的流束理论 1. 流线的特点:反映液体运动趋势的图线 流线的特征:流线不能相交；恒定流流线形状位置不变；恒定流 迹 线和流线重合。 2 .流动的分类: 液 流 非恒定流 均匀流
渐变流 急变流 在均匀流和渐变流过水断面上，压强分布满足： z p c g （二）液体运动基本方程 1.恒定总流连续方程 v2 A1 v 1A1= v 2A2 , Q=vA v1 A2 利用连续方程，已知流量可以求断面平均流速，或者通过两断面间
的几何关系求断面平均流速。
恒定流
非均匀流
2 p1 1v12 p2 2v2 2.恒定总流能量方程 z1 g 2 g z2 g 2 g hw
hw J= l —水力坡度 ，表示单位长度流程上的水头损失。
能量方程是应用最广泛的方程，能量方程中的最后一项hw是单位 重量液体从1断面流到2断面的平均水头损失 （1）能量方程应用条件： 恒定流，只有重力作用，不可压缩渐变流断面，无流量和能量 的出入 （2）能量方程应用注意事项: 三选：选择统一基准面便于计算p 选典型点计算测压管水头 : z g 选计算断面使未知量尽可能少 （ 压强计算采用统一标准） （3）能量方程的应用： 它经常与连续方程联解求 ：断面平均流速，管道压强，作用水头等。 文丘里流量计是利用能量方程确定管道流量的仪器。 毕托管则是利用能量方程确定明渠（水槽）流速的仪器。 当需要求解水流与固体边界之间的作用力时，必须要用到动量方程，
Baidu Nhomakorabea
3.恒定总流动量方程 F Q
2 2 1
∑Fx=ρQ（β2 v 2x-β1 v 1x）
投影形式
∑Fy=ρQ（β2 v 2y -β1 v 1y）
∑Fz=ρQ（β2 v 2z -β1 v 1z）
β—动量修正系数，一般取β=1.0
式中：∑Fx、∑Fy、∑Fz是作用在控制体上所有外力沿各坐标轴分量的合力，
水力学主要知识点
绪论
（一）液体的主要物理性质
1．惯性与重力特性 2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因 . 描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 : 3．可压缩性。 在研究水击时需要考虑
du dy
4．表面张力特性。 进行模型试验时需要考虑
水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设
可以用解析法进行计算。
静水总压力的计算 1)平面壁静水总压力 图解法：大小：P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积 方向：垂直并指向受压平面 作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。
静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系绘制的，只要用比例 线段分别画出平面上两点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水 压强分布图 解析法：大小：P=pcA, pc—形心处压强 方向：垂直并指向受压平面 作用点D：通常作用点位于对称轴上，在平面的几何中心之下。 (2)曲面壁静水总压力 1.水平分力：Px=pcAx=ρghcAx 水平分力就是曲面在铅垂面上投影平面的静水总压力，它等于该投影平 面形心点的压强乘以投影面面积。
（一）水头损失的计算方法
1.总水头损失： 沿程水头损失： 达西公式 圆管
l 2 hf 4R 2g
hw= ∑hf + ∑hj
l 2 hf d 2g
λ—沿程水头损失系数 R—水力半径 R A 圆管 R d 4 局部水头损失 ζ—局部水头损失系数
V2 hj 2g
d)正确分析作用在水体上的力， 一般有重力、压力和边界作用力(作用在水体上的力通常有重力、 压力和边界作用力) e)未知力的方向可以任意假设。（计算结果为正表示假设正确， 否则假设方向与实际相反）
通常动量方程需要与能量方程和连续方程联合求解。
4.量纲分析
第3章 流态与水头损失 水头损失以及与水头损失有关的液体的流态。
铅垂分力：Pz= ρgV , V---压力体体积. 在求铅垂分力Pz时,要绘制压力体剖面图。压力体是由自由液面或其 延长面,受压曲面以及过曲面边缘的铅垂平面这三部分围成的体积。 当压力体与受压面在曲面的同侧，那么铅垂分力的方向向下；当压力 体与受压面在曲面的两侧，则铅垂分力的方向向上. 合力方向：α=arctg
V1i,V2i是进口和出口断面上平均流速在各坐标轴上投影的分量。动量方程的应 用条件与能量方程相似，恒定流和计算断面应位于渐变流段。
动量方程应用注意事项：
a)动量方程是矢量方程，要建立坐标系。（所建坐标系应使投影分量越多等于 b)0为好，这样可以简化计算过程。） c)流出动量减去流入动量。
b)流速和力矢量的投影带正负号。（当投影分量与坐标方向一致为正，反之为负）
1.连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述
液体运动的物理量. 2．理想液体：忽略粘滞性、可压缩性的液体
（三）作用在液体上的两类作用力
第1章水静力学 水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。通过静水压强和静水 总压力的计算，可以求作用在建筑物上的静水荷载。 一静水压强： 主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示 方法. 1．静水压强的两个特性： （1）静水压强的方向垂直且指向受压面
请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4．压强的三种表示方法：绝对压强p′，相对压强p， 真空度pv, 它们之间的关系为：p= p′-pa 相对压强:p=ρgh 可以是正值，也可以是负值。。 pv=│p│（当p＜0时pv存在）
计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面
和曲面两类。 根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都
（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，
2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面 (它是静水压强计算和测量的依据） 3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式） p=p0+ρgh或
z p c g
其中 z—位置水头，p/ρg—压强水头，z+ p/ρg—测压管水头