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1、水力学的研究方法：1、理论分析方法2、实验方法3、数值计算法2、所谓作用在液体上的力，即作用在隔离体上的外力。
按力的物理性质区分可有粘结力、重力、惯性力、弹性力和表面张力等，按力的作用特点区分可有质量力和表面力两类。
3、重力液体的等压面是与重力加速度g互相垂直的曲面。
4、压强的单位有三种表示方法：1、用单位面积上的力表示2、用液柱高度表示3、用工程大气压P a的倍数表示5、绝对压强：以绝对真空作起算零点的压强，以P abs表示6、相对压强：以工程大气压Pa做起算零点的压强，以Pr表示7、真空值：P abs<P a时，P a--P abs即大气压强与绝对压强的差值，称为真空值，以P v表示7、水静力学基本方程的几何意义，水力学意义：Z + p / r = CZ：计算点的位置高度，即计算点距计算基准面的高度；水力学中称为位置水头P / r：称为压强高度，即测压管中水面至计算点的高度；水力学中称为压强水头Z + p / r ：计算点处测压管中水面距计算基准面的高度。
当p=pr时（pr为相对压强），水力学中称为测管水头，当p=p abs时（p abs为绝对压强），水力学中称为静力水头Z + p / r = C：静止液体中各点位置高度与压强高度之和不变。
水力学意义为静止液体中各点测管水头或静力水头相等8、点压强的测量装置：1、测压管2、水银测压计3、低压测压计4、水银压差计5、金属压力表9、描述液体运动的两种方法：1、拉格朗日法2、欧拉法10、流线：同一时刻与流场中各点运动速度矢量相切的曲线11、流谱：一系列流线来描绘流场中的流动状况，由此构成的流线图称为流谱12、流管：在流场中取一封闭的几何曲线，在此曲线上各点作流线则可构成一管状流面13、流股：流管内的液流14、过水断面：垂直于流线簇所取的断面15、恒定流：运动要素不随时间变化的流动。
运动要素随时间变化的流动称为非恒定流。
16、均匀流：流线簇彼此呈平行直线的流动称为均匀流。
水力学知识点总结1. 水的基本性质水是自然界中非常重要的物质，它具有一系列独特的物理、化学性质。
如水的密度、粘度、表面张力等重要性质对水力学研究有着重要的影响。
2. 水动力学水动力学是研究流体的运动规律及其与物体之间的相互作用的科学。
水动力学是水力学的基础，分为静水力学和流体力学。
静水力学研究静止的流体，而流体力学则研究流体的运动。
3. 流体静力学流体静力学是研究静止流体中的压力、浮力和力的平衡问题。
在水力学中，流体静力学主要用于水库、坝体等结构的压力分析。
4. 流体动力学流体动力学是研究流体运动及其产生的压力、阻力以及对物体的作用力。
在水力学中，流体动力学主要应用于河流、渠道等流体动力学性质的研究。
5. 流态力学流体力学是研究流体运动状态与性质的学问。
在水力学中，流态力学主要应用于分析水流的速度、流量、流向、涡流情况等。
6. 水流的稳定性水流的稳定性是水力学中的重要概念，它指的是水体流动时所产生的稳定的流态特性，包括流态的平稳性、安定性和可操作性等。
7. 水力工程水利工程是利用水资源进行灌溉、供水、发电等利用的工程。
水利工程设计要考虑水力学的各种知识，如水流的稳定性、水利工程的结构和设备等方面。
8. 水道工程水道工程是为了改善河流、渠道等水道的通航、排涝等目的的工程项目。
在水道工程设计中，水力学知识对水流速度、水位变化、水力坡等方面有着重要影响。
9. 水电站在水力学中，水电站是一个重要的应用领域。
水力功率的计算、水轮机的设计、水库的水位控制等都需要水力学知识。
10. 河流水文学河流水文学是研究河流的水文特性、水位变化规律、涨落情况等方面的科学。
水文学是水力学中应用最广泛的一个分支，水利工程、水资源评价等方面都需要水文学的知识。
11. 液压机械液压机械是以流体静力学和流体动力学的理论为基础，利用液体作为传动介质的机械装置。
水力学的理论基础对液压机械的设计、制造和使用都有着重要的影响。
12. 水资源评价水力学的知识还被应用于水资源评价领域，通过水文学、水文模型等方法来评价水资源的分布、利用、保护等问题。
水力学第一章绪 论(一)液体的主要物理性质1．惯性与重力特性：掌握水的密度ρ和容重γ；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 :注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动 3．可压缩性：在研究水击时需要考虑。
4．表面张力特性：进行模型试验时需要考虑。
下面我们介绍水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设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：忽略粘滞性的液体。
（三）作用在液体上的两类作用力第二章 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，我们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（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=p 0+γh 或 其中 ： z —位置水头，p/γ—压强水头（z+p/γ）—测压管水头请注意，“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p v , ↑ 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）↑相对压强:p=γh,可以是正值，也可以是负值。
要求掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。
1pa(工程大气压)=98000N/m 2=98KN/m2下面我们讨论静水总压力的计算。
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，任意形状的平面都可以用解析法进行计算。
第一章水力学基本知识1.惯性：具有维持它原有运动状态的特性、质量越大，运动状态越难改变，因而惯性越大2.单位体积内液体所具有的重量称为该液体的容重（重度）3.内摩擦力f=黏滞力4.谬u：动力粘滞系数与液体性质有关5.u液体表面与底面流速差6.液体粘滞性还可用运动粘滞系数v表示v=谬u/破p7.压缩性：液体不能承受拉力，可以承受压力。
液体受压缩后体积缩小，密度增加，同时液体内部会产生压力抵抗压缩变形，这种性质被称为液体的压缩性；压力解除后消除变形，恢复原状，这种性质称为液体弹性8.表面张力：表面张力仅在液体表面存在，液体内部不存在9.连续介质假说：假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无间隙的连续体，水力学所研究的液体运动是连续介质的连续运动10.理想液体概念：水是不可被压缩，没有粘滞性，没有表面张力的连续介质11.质量力：常见的重力和惯性力皆属于质量力，单位质量液体所受的质量力为单位质量力m第二章水力静学1.等压面：静止液体中凡压强相等的各点连接起来组成的面（平面或曲面）称为等压面2.等压面重要性质：作用于静止液体上任意一点的质量力必须垂直于通过该点的等压面3.重力液体的等压面是重力加速度g互相垂直的曲面4.所以平衡液体的自由表面是等压面，即液体静止时的自由表面是水平面，静止液体中两种不同液体的分界面是等压面5.等压面概念：相连通的两种液体6.绝对压强：以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强7.相对压强：把当地大气压作为零点计量的压强8.p’绝对压强p相对压强Pa当地大气压强9.Yh为液体自重产生压强，与水呈线性关系，沿水深的压强分布图为直角三角形10.压强分布图中各点压强方向恒垂直指向作用面，两受压面交点处的压强具有各向等值性11.z—位置高度，即计算点距计算基准面的高度，称位置水头12.p/y—压强高度测压管中水面至计算点的高度，称压强水头13.z+p/y—测压管中水面至计算点的高度，称测压管水头（单位重量液体的势能，简称单位势能）第三章水力学基础1.迹线：是单个液体质点在某一时间段内的运动轨迹线2.流线：是在某一瞬时的空间流场中，表示各质点流动方向的曲线流线上所有各点在该瞬时的厉害矢量都和该流线相切，流线不能相交和转折3.元流，总流，过水断面：充满微小流管内的液体称为元流；充满流管内的液体称为总流，总流是无数元流的总和；与元流或总流中所有流线相正交的截面称为过水断面4.流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积5.恒定流，非恒定流：所有水流运动要素均不随时间变化的液流称恒定流；水流任一运动要素随时间变化的液流称非恒定流6.无压流，有压流：凡过水断面的部分周线为自由表面的液流称为无压流；凡过水断面的全部周线均于固体壁面相接触的液流称为有压流7.毕托管：一种测量液体点流速的仪器8.文丘里管：测量管道中液体流量的常用仪器9.雷诺数：表征了惯性力与黏滞力的比值雷诺数Rek≈2300是一个相当稳定的数值10.层流底层：液体作紊流运动时，紧邻壁面液体层的流速很小，流速梯度很大，黏滞力处于主导地位，且质点的横向混掺受到很大约束，因此总存在有保持层流流动的薄层，称为层流底层11.紊流切应力：在紊流中的水流阻力除了粘性阻力t1外，液体质点混参和运动量交换还将产生附加的切应力t2，简称紊流的附加应力12.重力流，无压流：明渠中水流是直接依靠重力作用而产生的，称重力流；同时它具有自由表面，相对压强为零，故称为无压流13.明渠均匀流形成条件①必须是顺坡渠道i>0并在较长一段距离保持不变②必须是长而直的棱柱形渠道③渠道表面的糙率n应沿程不变④渠道中的水流应是恒定流14.水力最佳断面：矩形渠道水力最佳断面的底宽为水深的两倍即水力半径为水深的1/215.水文资料应有以下四性①可靠性②代表性③独立性④一致性16.水位观测：水位是河流最基本的水文要素12.我国统一规定用青岛验潮站的黄海平均海平面作为水准基面17.水位观测通常用水尺和自记水位计，水尺读数加水尺零点高程就是水位18.水文调查：步骤是先建立水文断面，通过洪水调查，确定各种洪水位和洪水比降，进而确定水文断面的流速和流量19.洪水调查：访问调查洪痕调查20.其他调查：其他调查主要有冰凌调查和既有涉河工程调查21.堰流和堰：在明渠流中，为控制水位或控制流量而设置构筑物，使水流溢过构筑物的流动称为堰流，该构筑物称为堰22.堰水力特性：①堰的上游水流受阻，水面壅高，势能增大;在堰顶上由于水深变小，流速变大，使动能增大，在势能转化为动能过程中，水面有下跌的现象。
一、是非题1、不同液体的粘滞性并不相同，同种液体的粘滞性是个常数。
随温度变化（×）2、曲面壁上静水总压力的竖直分力等于压力体的液体重量。
（√）3、在非均匀流里，按流线的弯曲程度又分为急变流与渐变流。
（√）4、运动水流的测压管水头线可以沿程上升，也可以沿程下降。
总水头线总是下降（√）5、明渠过水断面上流速分布不均匀是由于液体粘滞性和边壁阻力造成的。
（√）6、长管的作用水头全部消耗在沿程水头损失上。
（√）7、水跃是明渠流从缓流过渡到急流的一种渐变水力现象。
（×）8、薄壁堰、实用堰和宽顶堰的淹没条件相同。
（×）9、当2slTa≤时发生的水击为直接水击，而2slTa>为间接水击。
（√）10、渗流模型中，某断面的渗流流量比该断面实际流量小。
（×）1、在连续介质假设的条件小，液体中各种物理量的变化是连续的。
（√）2、相对压强可以大于、等于或小于零。
（√）3、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。
（√）4、谢才系数C的单位是m （×）5、在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的真实断面平均流速u小。
（√）6、均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。
（√）7、公式22fl vhd gλ=既适用于层流，也适用于紊流。
（√）8、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。
（√）9、其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。
（√）10、局部水头损失系数可以用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。
（×）1.重度与容重是同一概念。
（√）2.汽化温度随压强的降低而降低。
（X ）3.均匀流上两断面测压管水头差等于它们之间的水头损失。
（×）4.在同一水平轴线且无分流的串联管道中，流速大，则压强小。
（√）5.在连通的同种液体中，任一水平面都是等压面。
（×）6.不同过水断面上的测压管水头一般不相等。
水力学整理版第1章绪论1水力学的研究对象以水为代表的液体的均衡和机械运动的规律及其在工程中的应用领域。
包括：水静力学水动力学2液体流动的基本特征（自己整理）物质的三态（固体、液体、气体）3连续介质假定假设液体质点之间没空隙，液体质点已连续充满著所占到的空间，其物理性质和运动要素都就是已连续原产的。
水力学中认为液体是易流动、不可压缩、均匀等向的连续介质。
4国际单位制（si）和工程单位制1.量纲和单位量纲：表示物理量性质的属性。
如：长度[l]，时间[t]，质量[m]，力[f]分为基本量纲和诱导量纲两种单位：量度各种物理量数值大小的标准。
例如：长度需用mm,m,km等则表示。
αβγ任何一个物理量的量纲需用三个基本量纲的指数乘积去则表示：[x]=[ltm]5国际单位制和工程单位制的差别和换算关系差别：选好的基本量纲相同，从而诱导量纲相同国际单位制度（si）:基本量纲选[l]、[t]、[m]诱导量纲：如果长度、时间、质量的单位采用：m、s、kg,则：力的单位：kgm/s2工程单位制：基本量纲选[l]、[t]、[f]诱导量纲：如果长度、时间、力的单位采用：m、s、kgf,则：质量的单位：kgfs2/m6液体的主要物理性质1.惯性、质量和密度设液体质量为m,加速度为a，则惯性力为f=-ma液体单位体积内所具备的质量称作密度，用ρ则表示。
均质液体：ρ=m/v非均质液体：??lim?m?v?0?v2.万有引力、重量、土壤湿度物体之间相互具有的吸引力称为万有引力。
地球对物体的引力称为重力（或重量g）g=mg液体单位体积内所具有的重量称为容重，用γ表示。
均质液体：γ=g/v 非均质液体：??lim?g?v?0?v3.粘滞性和粘滞系数在运动状态时，液体质点之间或流层之间就存有相对运动，此时，液体质点之间或流层之间会抗拒相对运动而产生质点之间的内摩擦力，内摩擦力做功而消耗有效机械能。
液体的这种特性称为粘滞性。
表征液体粘滞性质的系数称为粘滞系数。
水力学三大假设：连续性介质、不可压缩性、理想液体（无粘性）假定作用在液体上的力：表面力、质量力牛顿内摩擦定律：静水压强：切去一部分静止液体，作用面面积为，作用力为△P，测当面积缩小到一点时，平均压强△P/△W的极限值定义为该点的静水压强特点：它的方向和作用面的内法线方向一致；任意一点上各个方向的静水压强的大小相等表示：绝对压强、相对压强、真空值等压面：液体中压强相等的各点所组成的面叫。
静力学基本方程：迹线与流线：描述液体运动方法：1、研究个别液体质点在不同时刻的运动情况2、描述同一时刻液体质点在不同空间点的运动情况运动水流方法：拉拉塑回法（质点）；欧拉法流线的特性：1、一条光滑的曲线2、在同一时刻流场中两条流线不会相交（否则质点在同一时刻有两个不同方向的速度）3、通过流场中不同一点在不同时刻所绘出的流线是不同的过水断面：与元流或总流的流线相互垂直的横断面流量：单位时间内通过某一过水断面的液体数量断面平均流速：它是一个假想的流速，假象过水断面上各个点的流速都相等于v，此时通过的流量与实际流速分布不均匀时通过的流量相等，侧流速v称为断面平均流速（非）均匀流：当流场中的所有流线(不是）是相互平行的直线是该流动称为(非)均匀流。
渐变流：当流场中的流线索然不是相互平行的直线，但几乎近似于平行的直线的流动称为渐变流。
若水流的流线之间夹角很大或流线弯曲较大——急变流水流阻力水头损失：原因：1、液体具有年粘滞性，由于液体的粘滞性以及固壁边界引起的过水断面上水流分布不均匀所导致的横向速度梯度，从而使水流存在摩擦阻力，而液体运动客服摩擦阻力所消耗一部分能量：2、固体边界的影响，由于液体粘滞性、边界条件变化以及其他原因使液流中产生漩涡，改变了水流内部结构这样水流中质点间产生相对云动，并进行势能和动能的转化，这个过程中有一部分机械能转化为热能照成机械能损失。
水头损失分类：沿程水头损失、局部水头损失明渠均匀流的水力学特性：1、过水断面个形状、尺寸及水深沿程不变，过水断面的速度的大小方向及分布不变，因此平均水流v/动能修正系数a/、动量修正系数b沿程不变2、由于流线为平行线所以过水断面上压强满足静水压强分布规律（测压管水头）3、总水头为平行于水面的直线：水深流程不变，水面线平行于底坡，所以水头坡度J/测压管水头先坡度Jp、渠底坡度i三个坡度相等。
一、绪论水力学是研究液体机械运动规律及其实际应用的一门科学。
水的基本特性：易流动性、不易压缩性、均匀等向性1、液体的连续介质模型概念；假设液体是一种充满其所占据空间毫无间隙的连续体。
2、熟记工程中水的密度及容重数值：密度：ρ=M／V 量纲[M／L³] 国际单位㎏／m³容重又称重度：γ=Mg／V=ρg 量纲[M／L²T²] 国际单位N／m³工程计算中，采用在一个标准大气压性爱，温度为4℃时的纯净水的密度来计算，ρ=1000㎏／m³，容重γ=9.80kN／m³3、理想液体的概念，液体的粘滞性及牛顿内摩擦定律理想液体：指没有粘性、不可压缩液体粘滞性：当液体处于运动状态下，若液体质点之间存在相对运动，则质点间要产生内摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的粘滞性或简称粘性，此内摩擦力又称为粘滞力牛顿内摩擦定律：4、作用在液体上的力:表面力和质量力二、水静力学1、理解静水压强的定义及特性概念静水压强的两个重要特性：1、静水压强方向与作用面的内法线方向重合；（静水压强的作用方向只能是指向并垂直其受压面）2、静水液体中某一点静水压强的大小与作用面的方位无关，或者说作用与同一点各方向的静水压强的大小相等。
2、掌握水静力学的基本方程；重力作用下的水静力学基本方程p1／γ+z1=p2／γ+z2水精力基本方程的常用表达式p=p0+γh3、熟记一个工程大气压的各种表示方法及数值；4、掌握真空值、真空度、测压管高度、测压管水头等基本概念及其计算公式。
5、重点掌握作用在平面上的静水总压力的计算方法（含大小、方向、作用点）；作用在平面上静水总压力的方向是指向并垂直受压面，即受压面的内法线方向大小：P=pc A作用点：（静水总压力的作用点又称压力中心）yD=yC+Jc／yc A三、水动力学基础1、掌握液体的运动要素及研究流体运动的若干基本概念运动要素:流速、加速度、动水压强2、描述液体的运动的两种方法概念：拉格朗日法、欧拉法拉格朗日法着眼于液体各质点的运动情况，追踪每一质点，研究各质点的运动情况来获得整个液体运动的规律。
第一章绪论第一节水力学的任务及其发展概况一、水力学的定义1.水力学的定义水力学是研究液体的平衡和机械运动规律及其实际应用的一门学科，是力学的一个重要分支。
1.1 对象：液体，以水为代表，又如，石油等1.2 内容：（1）液体平衡和机械运动规律（宏观的，非微观的运动）（2）在工程（水利工程等领域）上应用（用于人类改造自然的活动）注：实验在在哲学上属于实践的范畴其成果是检验水力学理论的唯一标准理论分析1.3方法：数值计算实验研究理论分析：将普遍规律、公理，如：牛顿定律、能量守恒原理、力系的平衡定律、动能定律、动量定律等用于液体分析中，建立液体微分方程、积分方程，优化方程，结合边界条件、限定条件求解。
数值计算：利用计算机技术，数值求解描述液体运动的微分方程、积分方程等，得到问题的数值解。
实验研究：对有关问题进行物理模型实验。
理论分析、数值计算和实验研究结合。
1.4课程性质技术基础课（介于基础课和专业课）要求学过的课程有：高等数学包括：微分（偏导数、导数）、积分（曲面积分、定积等）、泰勒展开式、势函数、微分方程。
理论力学包括：达朗贝尔原理、能量守恒定律、动能定律、动量定律。
材料力学包括：变形概念、平行移轴定律、惯性矩、惯性积等。
二、水力学的起源和发展1. 古代中国水力学发展几千年来，水力学是人们在与水患作斗争发展生产的长期过程中形成和发展起来的。
相传四千多年前（公元前2070，夏左右）大禹治水他采用填堵筑堤,疏通导引方法，治理了黄河和长江。
例如，《庄子·天下篇》所说，大禹“堙（yin）洪水，决江河，而通四夷九州”，治理了“名川三百，支川三千，小者无数”。
春秋战国末期（公元前221前左右）秦国蜀郡太守李冰在岷江中游修建了都江堰，闻名世界的防洪灌溉工程，消除了岷江水患，灌溉了大片土地，使成都平原成为沃野两千年来，一直造福于人类。
都江堰工程采取中流作堰的方法，把岷江水分为内江和外江，内江供灌溉，外江供分洪，这就控制了岷江急流，免除了水灾，灌溉了三百多万亩农田。
一填空1．静水内部任何一点的压强与作用面的方位，这是静水压强的第一特性。
2．过水断面的流量等于断面平均与过水断面的乘积。
3．通常所说的水力学三大基本方程是指恒定流情况下的方程，方程和方程。
4．求沿程水头损失应用达西公式的关键是决定值，应用谢才公式的关键是决定值。
5．压强的大小根据起量点的不同，用和相对压强来表示。
6. 单位体积液体所具有的质量称为该液体的，而单位体积液体所具有的重量称为该液体的。
7. 水力最优断面是希望所选定的横断面形状在通过已知流量时面积，或者是过水面积一定时通过的流量。
二绘制静水压力图（最后一个是绘制静水压力体）三名词解释1. 流线2. 均匀流3. 过水断面4. 测压管水头5. 水力半径6. 流管四计算题1. 如图1所示，一矩形断面平底的渠道，其宽度B为2.7m，河床在某断面处抬高h2为0.3m，抬高前的水深h为1.8m，抬高后水面降低h1为0.12m。
若水头损失为尾渠流速水头的一半，问流量Q等于多少？（12分）图1 图22.一薄壁孔口出流，孔口直径d为2cm，水箱水位恒定，孔口的作用水头H为2m，试确定：（1）孔口出流流量Q(L/s)；（2）此孔口外接圆柱形管嘴的流量Q n(L/s)；（3）管嘴收缩断面的真空度P v/γ (mH2O)。
（10分）3.矩形断面的排水沟，水深h为15cm，底宽b为20cm，流速v为0.15m/s，水温15℃（μ=1.139×10-6m2/s），试判别水流型态。
（6分）4如图2所示，水从封闭容器A经直径d为25mm，长度l为10m管道流入容器B。
容器A水面上的相对压强P1为2个大气压，H1为1m，H2为5m，局部阻力系数ξ进口为0.5，ξ阀门为4.0，ξ弯为0.3，ξ出口为1.0，沿程阻力系数λ为0.025，求通过的流量Q。
（12分）。
1水力学研究方法有三类，分别是理论分析法、实验法、数值计算法。
原型观测模型试验（两种试验方法）2静水压强的特性包括：垂直指向作用面，同一点处，静水压力各向等值。
3静水压力的计算方法有两种：解析法和图解法。
4非均匀流中，又可有渐变流和急变流。
5文丘里管由渐缩管、喉管、渐扩管三部分组成。
6水力学的三个定律有连续方程、能量方程、动量方程。
7水流阻力分两类，一类是沿程阻力，一类是局部阻力。
8有压管路按管路布设与其组成情况可分为简单管路和复杂管路。
9有压管路按水力计算方法可分为短管和长管两类。
10静水压力有两种，其一是压强，另一是总压力。
11水动力学研究的主要问题是流速和压强在流场中分布。
、直到1883年英国科学家雷诺所做的试验研究，才科学的阐明了水头损失的机理。
12明渠中的实际流速应控制在不冲容许流速与不淤容许流速。
13、静水压力的计算方法：解析法和图解法。
14、描述液体运动两种方法：拉格朗日法（跟踪法）（质点系法）单个质点一段时间迹线、欧拉法（拍照）（流场法）固定空间、断面、点某一时刻15、液流分类：1）恒定流和非恒定流 2）均匀流和非均匀流 3）有压流与无压流16、文丘里管—--总流能量方程应用，原理：利用压缩过水断面而引起局部压强变他，导出了流量与测管水头差的关系，使有压管道的流量测量大为简便。
17、毕托管----元流能量方程的应用（1）毕托管是一种点流量速的测量仪器。
（2）原理：ghpZpZgu AABBA2 2=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=γγ1、粘滞性：在运动状态下，液体所具有的抵抗剪切变形的能力。
2、质量力：作用于液体每一质量点，其大小与受作用液体质量成正比的力。
3、绝对压强：以绝对压强作为算零点的压强。
4、流量：单位时间内流经过水断面的液体体积，以Q表示。
5、绕流阻力：指和相对运动一致的流体作用在物体上的力，它是摩擦阻力与压差阻力之和。
6、有压管流：水沿管道做满管流动的水力现象。
水力学复习§1 液体的主要物理性质 ①液体的密度：质量密度 ：ρ 重量密度：γ 相对密度：s 对水:ρ=1000kg/m ³ γ=9.8KN/m ³ s=1对水银：ρ=13600kg/m ³ γ=133280KN/m ³ s=13.6 ②黏性：牛顿内摩擦定律：τ=μdyduμ：动力黏度 单位为Pa*sν：运动黏度 单位为㎡/s ν=μ/ρ 理想液体：不考虑黏性的作用液体。
③压缩性压缩系数k=dpv dv-体积模量：K=1/k连续介质假定：液体连续的充满所在空间 理想液体假定：液体无黏性作用 ④作用在液体上的作用力:表面力：作用于液体表面大小与作用面成正比 如：压力 质量力：作用于每个质点大小与液体质量成正比 如：重力 §2水静力学 ⑴静水压强①静水压强的方向沿受作用面的内法线方向 ②静止液体中任意一点上个方向的压强相等 ②液体平衡微分方程：①dxdp1ρ-X =0 ... 即：X ρ=dxdp X ρ：单位体积的质量力在x 方向的分量dxdp ：压力在垂直x 方向上的分量上式表明：质量力=表面力②液体平衡微分方程的积分形式：）（dz dy dx dp Z Y X ++=ρ p 为质量力也是有势力静止液体等压面方程：Xdx+Ydy+Zdz=0 等压面的性质： 质量力垂直等压面 等压面上压强处处相等 等压面亦是等势面 ③压强分布规律①重力作用下的水静力学基本方程：z+γp=c c 为常数 即测压管水头为常数②任一点的压强：p=p 0+γh 位置水头 ：z压强水头：γp测压管水头:z+γp绝对压强：以绝对真空状态下的压强为零点计量的压强 P abs 相对压强：以大气压强P a 为零点计算的压强真空度：当相对压强为负值，称为负压。
负压的绝对值称为真空度。
P v =P a -P abs 真空压强用真空度表示h v =γVP④压强的测量 原理：等压面原理⑤作用在平面上的静水总压力①图算法 ：对简单的图形适用 如矩形等 ②解析法：对任意形状平面：P=P c A P c ：平面形心得压强 A ：平面面积 y D =y C +AI C *y c 一般来说作用点D 在形心之下⑥作用在曲面上的静水总压力将压力分解为铅直分力P X 水平分力P Y P XP YP X =γh C A X 即：作用在曲面上的静水总压力的水平分力P X 等于作用于该曲面的铅直投影面上的静水总压力。
P Y =γV p 即：作用在曲面上的静水总压力P 在z 方向上的分力P Z 等于其压力体内的液体重，而Pz 作用线必然通过压力体的重心 ⑦浮体的平衡与稳定阿基米得原理：物体在液体中受的静水总压力仅有铅直向上的分力，这就是浮力，其大小等于同体积的液体排开的重量。
作用线通过物体的形心即浮心。
潜体的平衡与稳定：①浮心在重心之上 稳定平衡 ②浮心与重心重合 随遇平衡 ③浮心在重心之下 不稳定平衡 要使浮体处于稳定状态重心在浮心之下 浮体的平衡与稳定：如重心在浮心之下则浮体处于稳定平衡状态 如重心在浮心之上有： ①ρ=e 随遇平衡 ②ρ>e 稳定平衡③ρ<e 不稳定平衡 式中:ρ为定倾半径 e 为偏心距 定倾半径ρ=VI y⑧在重力与惯性力同时作用下的液体平衡除重力外加上惯性力即可应用液体的平衡方程 绕中心轴旋转的容器自由表面方程：z=g2r w 22§液体一元运动的基本理论 ⑴液体运动的若干基本理论①恒定流：流场中上的任意点的运动要素都不随时间而改变 非恒定流：运动要素随时间改变 ②迹线：某质点运动的轨迹流线：流线上的任一点的切线表示该点的流速方向 恒定流的流线形状 位置固定 恒定流的流线与迹线重合 ③过水断面：与流线正交的液流恒定面 ④均匀流：流线是互相平行的直线 非均匀流：流线不是互相平行的直线 均匀流的动水压强分布规律与静水压强分布规律相同 均匀流的过水断面是平面 各断面的平均流速相同非均匀流包括：渐变流 急变流 其中渐变流的动水压强按进水压强分布规律②描述液体的两种方法拉格朗日法：以个别的液体质点为研究对象描述每一个质点的运动状况 即跟踪法 迹线的微分方程：t t ,,,t ,,,)t ;,,(d u d u d u d ===）（）（Z Y X Z Z Y X Y Z Y X X欧拉法：以控制体为研究对象 流线的微分方程：),,,(,,,y),,,(d d d T Z Y X Z ZT Z Y X Y T Z Y X X XUU U ==）（注意：迹线微分方程中t 是自变量，在流线微分方程中t 是参变量在积分时可以看做常数③用控制体概念分析液体运动的基本方程 控制体基本方程：⎰⎰∙∙+∙∂∂=cvsydv ttcsdA D DNρμηρη④连续方程：0d dv tcs cv=∙+∂∂⎰⎰A ρμρ 控制体基本方程中η=1对不可压缩液体的非恒定流：ρ为定值即⎰⎰=+∂∂cscv0d dv tA μ对不可压缩的恒定流0dvt cv=∂∂⎰即：⎰=∂∂cs0d tA μ在恒定流中当液体不可压缩时，各断面通过的流量相同并且断面平均流速与过水断面面积成反比。
⑤实际液体恒定总流的能量方程：2-1w 22222111h g2g2+++=++V P Z V P Z γγ⑥小孔口泄流与管嘴泄流在相同情况下，管嘴的出流量大于小孔泄流原因是管嘴在收缩断面处产生真空现象，与小孔泄流相比增加了真空水头。
皮托管：测量流速的实验装置。
文丘里流量计：测量管道流量的实验装置。
⑦恒定总流的动量方程恒定总流的动量方程：F CV =ρQ （V 2-V 1）注意：外力包括作用作用在控制体上的所有质量力，表面力 当问题中的流速和压强未知时 综合能量方程 连续方程求解 §4相似原理与量纲分析保持流动相似要求模型与原型之间具有几何相似，运动相似，动力相似，模型和原型的初始条件和边界条件也应相似。
②几何相似：长度比尺mp l l =L λ运动相似：速度比尺m p v V V =λ时间比尺mp t t t =λ加速度比尺mp a a a =λ动力相似：mF F P F =λ③相似准则： ①弗劳德相似准则：Fr=glV当作用力主要为重力时动力相似要求弗劳德数相等 亦称重力相似准则表示惯性力与重力的对比关系 ②雷诺相似准则： Re=νvl当作用力主要为粘滞力时动力相似要求 雷诺数相等，表示惯性力与粘滞力的对比关系 ④模型试验重力相似：λv=λl0.5Λq=λl2.5 λE=λρ*λV2*λL2雷诺数相似（ν相等即同种液体若不同液体用公式推导）：Λv=λl-1 λQ=λl λ F =λρ⑤量纲分析①瑞利方法：直接应用量纲和谐原理适用于3个一下未知量②布金汗π定理可用于多个未知量的问题§5液体的流动型态及水头损失⑴水头损失的产生原因及分类：沿程水头损失h f管径沿程不变的直管段内产生的水头损失大小和管长成正比局部水头损失h j：是在水流方向断面形状和尺寸改变以及障碍处的局部水头损失湿周：被水润湿的周界长度Χ水力半径：R=A/Χ圆管的水力半径：R=D/4 宽矩形过水断面渠道的水力半径R=h水力半径大者沿程水头损失小②均匀流中沿程水头损失的计算公式：圆管的切应力计算：t=γRJ说明圆管均匀流过水断面的切应力按直线分布管壁处最大达西公式：h f =g2vd l 2λ③液体流动的俩种形态同种液体在同一管道中流动，当流速不同时液体有俩种不同的运动形态。
①层流：液体流速较小液层的质点互不掺混 ②紊流：液体的流速较大液层的质点互相掺混 上临界流速：层流转化为紊流的速度 较大 下临界流速：紊流转化为层流的速度 较小 流动形态的判别： 雷诺数法对圆管当雷诺数Re>2300时为紊流 Re<2300时为层流 雷诺数表示作用在液体上的惯性力与粘滞力的比值 ④圆管层流运动沿程水头损失： H f =g2vd l 2λλ=e64R 圆管的流速分布式抛物型分布⑤紊流的特征：速度：紊流的瞬时速度是脉动速度与平均速度之和 紊流的速度是对数型分布脉动幅度：脉动速度的均方根 即脉动速度的标准差切应力：紊流的切应力由牛顿粘滞切应力和紊流附加切应力组成 紊流的分区：粘性底层δ 当量粗糙度：k s水力粗糙管区：δ<k s 水力光滑管区：δ>k s过渡区δ=k s⑥圆管紊沿程水头损失的计算Re<2300 层流 λ=64/Re 沿程水头损失系数只与雷诺数有关 2300<Re<4000 过渡区 λ只与雷诺数有关 Re>4000 水力光滑管区 λ只与雷诺数有关水力粗糙管区 λ只与相对粗糙度有关 此区亦称阻力平方区 此区的λ与速度的平方成正比 ⑧谢才公式RJACQ RJ C ==Vλg8=C曼宁公式：61n1R C= 粗糙系数 查表可得⑦局部水头损失：g2vh 2j ξ= ξ查表可得§6恒定有压管流⑴ 有压管流：如果水流充满整个管路的断面而没有自由水面这种管称为有压管路。
长管：是指局部水头损失很小可忽略的管路 ②短管的水力计算自由出流：管路出口直接流入气这种管流称为自由出流 水力计算可以列能量方程 ③水力长管的计算①R AC K l 22==KQ H K ：流量模数②H=l 20Q S 0S：比阻④复杂管路的计算： 串联管路：in1i 2i2l∑==K QH并联管路：222212121l l 2K Q K Q =...QQ Q Q N =++ (21)分叉管路：...........l l Hl Q l 2122222222212121221Q Q Q K Q KQ K K Q H +=+=+=沿程均匀泄流管路：dxdh 22f KQ = qxt +=Q Q近似公式：lKQ r 22hf= ql55.0t r+=Q Q 为折算流量§7明渠恒定流明渠流动：水流的部分周界与大气接触具有自由表面的流动。
明渠的分类：顺底坡：渠低沿程降低的低坡 i>0 反底坡：渠低沿程上升的底坡 i<0 平底坡：渠第沿程不变的底坡 i=0 产生明渠均匀流的条件：沿程流量不变的恒定流棱柱形、正底坡渠中无建筑物的长渠道 沿程粗糙系数n 不变 ⑴基本公式： 谢才公式 曼宁公式最佳水力断面：理论上是圆形但实际上多用梯形渠道最佳水力断面的宽深比为：β=)m 1(22m -+ 对矩形来说m=0β=2② 明渠恒定流的流动类型及判别： 类型：缓流 急流 临界流 判别： ①波速法 波速为gh水流速为v当gh <v 为急流 gh >v 为缓流gh=v 为临界流其中h 为过水断面的平均水深 ②弗劳得数法 Fr=ghv当Fr>1急流 Fr<1 缓流 Fr=1 临界流 ③断面比能法2r-1dhs d F E =当2r -1dh s d F E =<0 急流 2r-1dh sd F E =>0 缓流2r-1dhs d F E ==0临界流④水深法h>hcr 缓流 h=hcr 临界流 h<hcr 急流crcr crcr 2cr3cri gR A C Q Q B A =∂=对宽矩形的32cr gqh =⑤底坡法 底坡的计算：crcr crcr 2cr3cri gR A C Q Q B A =∂=当i>icr 急流 I=icr 临界流 I<icr 缓流 ③水跃与水跌水跌：急流向缓流过渡的情况水跃分为 临界水跃 淹没水跃 远驱水跃 ④明渠渐变流的基本微分方程：s'f -i dsdh EJ =⑤棱柱形渠道中渐变流水面曲线的定性分析 规律：平底坡 反底坡没有NN 线 正底坡上 ：急流NN 线在KK 线之下 缓流NN 线在KK 线之上 临界流上NN 线KK 线重合 a c 区的水面曲线恒为壅水曲线 b 区段的水面曲线恒为降水曲线线正交水面线与线渐进相切水面线与KK NN cr 0h h h h →→缓流向急流过渡是产生水跌 急流向缓流过渡时产生水跃 缓流向缓流过渡只影响上游 急流向急流过渡只影响下游临界流中的流动形态取决于相邻渠道的的陡缓 平地坡 反底坡可视为缓底坡 ⑥ 明渠渐变流的定量计算j-i s s E ∆=∆ RC A QKQ 22222j ==§堰流及闸孔出流 堰的分类：薄壁堰 实用堰 宽顶堰 这是根据堰壁厚度来分类判别标准为：宽顶堰实用堰薄壁堰5.21067.05.267.0>>>><HHHδδδ堰流与闸孔出流的判别：宽顶堰：时为闸孔出流时为堰流65.0e 65.0e <>HH实用堰：时为闸孔出流时为堰流75.0e 75.0e <>HH自由溢流 淹没溢流下游水深不影响堰 闸的过水能力的出流称为自由出流 堰流的基本公式:23s g 2nmb HQ ξδ=式中 δ为淹没系数 n 为孔数 m 为流量系数b 为单孔宽度 H 为游总水头以上系数均为已知或由经验公式得出 闸孔出流的基本公式：0s 2gHnbeμδ=Q式中：δ为淹没系数 u 为流量系数 n 为孔数 b 为单孔宽度 e 为闸孔开度 H 为上游总水头以上个系数均为已知或由经验公式得出 §10液体运动的三元分析 ⑴ 液体微团运动的三种形式： 平移运动：各点的速度均包含yxU U或 Ux 被称为平移速度变形运动：包括 线变形运动 剪切变形运动 线变形运动：线变形速度：xe x ii ∂∂=U .....剪切变形速度：)(21xy 21e e y x yx xy xU z U e e U U z x zxxz ∂∂+∂∂==∂∂+∂∂==）（旋转运动：）（y-x y 21w xz∂∂∂∂=U U ..... 速度分解定理表明液体微团上的任意一点P 其临近点Q 的速度可以表示为 ⑴与P 点相同的平移速度②变形运动引起的速度③绕P 点的旋转在Q 点引起的速度 ②无涡流与有涡流无涡流：液体流动的每个液体微团不存在绕自身轴的旋转运动则称为无涡流 无涡流的判别：Z Y W W W ==x无涡流对应势函数Ψ......xu dz u dy u dx u d x z y x ∂∂=++=ϕϕ有涡流求解有涡流的关键是求出流场中点的旋转角速度涡线：涡线是一条瞬时曲线，在同一瞬时，在这条曲线上所有空间点出的漩涡向量的方向与该曲线相切。
