1pa(工程大氣壓)=98000n/m2=98kn/m2
下面我們討論靜水總壓力的計算。計算靜水總壓力包括求力的大小、方向和作用點，受壓面可以分為平面和曲面兩類。根據平面的形狀：
對規則的矩形平面可採用**法，任意形狀的平面都可以用解析法進行計算。
（一）靜水總壓力的計算
1)平面壁靜水總壓力
（1）**法：大小：p=ωb, ω--靜水壓強分布圖面積
方向：垂直並指向受壓平面
作用線：過壓強分布圖的形心，作用點位於對稱軸上
靜水壓強分布圖是根據靜水壓強與水深成正比關係繪製的，只要用比例線段分別畫出平面上倆點的靜水壓強，把它們端點聯絡起來，就是靜水壓強分布圖。
（2）解析法：大小：p=pca, pc—形心處壓強
方向：垂直並指向受壓平面
作用點d：通常作用點位於對稱軸上，在平面的幾何中心之下。
求作用在曲面上的靜水總壓力p，是分別求它們的水平分力px和鉛垂分力pz，然後再合成總壓力p。
（3）曲面壁靜水總壓力
1）水平分力：px=pcax=γhcax
水平分力就是曲面在鉛垂面上投影平面的靜水總壓力，它等於該投影平面形心點的壓強乘以投影面面積。要求能夠繪製水平分力px的壓強分布圖，即曲面在鉛垂面上投影平面的靜水壓強分布圖。
2〕鉛垂分力：pz=γv ,v---壓力體體積。
在求鉛垂分力pz時,要繪製壓力體剖面圖。壓力體是由自由液面或其延長面,受壓曲面以及過曲面邊緣的鉛垂平面這三部分圍成的體積。當壓力體與受壓面在曲面的同側，那麼鉛垂分力的方向向下；當壓力體與受壓面在曲面的兩側，則鉛垂分力的方向向上。
3〕合力方向：α=arctg
下面我們舉例來說明作用在曲面上的壓力體和靜水總壓力。
例5圖示容器左側由寬度為b的直立平面ab和半徑為r的1/4圓弧曲面bc組成。容器內裝滿水，試繪出ab 的壓強分布圖和bc曲面上的壓力體剖面圖及水平分力的壓強分布圖，並判別鉛垂作用力的方向, 鉛垂作用力大小如何計算？
解：(1)對ab 平面，壓強分布如圖所示。總壓力p=1/2γh2b；
(2)對曲面bc，水平分力的壓強分布如圖所示，
水平分力px=1/2[γh+γ（h+r）]rb：
壓力體是由受壓曲面、過受壓曲面周界作的鉛垂面、向上或向下與自由表面或它的延長面相交圍成的體積。因此，以1/4圓弧面bc為底（閃動曲面），以曲面兩端點向上作鉛垂線，與水面線相交，圍成壓力體。由於與水接觸的受壓面與壓力體在曲面bc的同一側，因此鉛垂作用力的方向是向下的。
鉛垂方向作用力的大小：
fz= γv=γ[(h+r)r-1/4πr2 ]b
第三章液體運動基本概念和基本方程
這一章主要掌握液體運動的基本概念和基本方程，並且應用這些基本方程解決實際工程問題。下面我們首先介紹有關液體運動的基本概念：
（一）液體運動的基本概念
1.流線的特點:反映液體運動趨勢的圖線 。
流線的性質:流線不能相交；流線不能轉折。
2 .流動的分類
非恆定流均勻流:過水斷面上
恆定流非均勻流漸變流
急變流 在均勻流和漸變流過水斷面上，壓強分布滿足：
另外斷面平均流速和流量的概念要搞清。
（二）液體運動基本方程
1. 恆定總流連續方程
v 1a1= v 2a2
q=va
利用連續方程，已知流量可以求斷面平均流速，或者通過兩斷面間的幾何關係求斷面平均流速。
2. 恆定總流能量方程
j= —水力坡度 ，表示單位長度流程上的水頭損失。
能量方程是應用最廣泛的方程，能量方程中的最後一項hw是單位重量液體從1斷面流到2斷面的平均水頭損失，在第四章專門討論它的變化規律和計算方法，
（1）能量方程應用條件：
恆定流，只有重力作用，不可壓縮
漸變流斷面，無流量和能量的出入
（2）能量方程應用注意事項:
三選：選擇統一基準面便於計算
選典型點計算測壓管水頭 :
選計算斷面使未知量盡可能少
（ 壓強計算採用統一標準）
（3）能量方程的應用：
它經常與連續方程聯解求 ：斷面平均流速，管道壓強，作用水頭等。
文丘里流量計是利用能量方程確定管道流量的儀器。
畢託管則是利用能量方程確定明渠（水槽）流速的儀器。
當我們需要求解水流與固體邊界之間的作用力時，必須要用到動量方程。
3.恆定總流動量方程
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）
動量修正係數，一般取β=1.0
式中：∑fx、∑fy、∑fz是作用在控制體上所有外力沿各座標軸分量的合力，v1i,v2i是進口和出口斷面上平均流速在各座標軸上投影的分量。動量方程的應用條件與能量方程相似，恆定流和計算斷面應位於漸變流段。
應用動量方程特別要注意下面幾個問題：
(2)動量方程應用注意事項：
a) 動量方程是向量方程，要建立座標系。（所建座標系應使投影分量越多等於0為好，這樣可以簡化計算過程。）
b)流速和力向量的投影帶正負號。（當投影分量與座標方向一致為正，反之為負）
c)流出動量減去流入動量。
d)正確分析作用在水體上的力，
一般有重力、壓力和邊界作用力(作用在水體上的力通常有重力、壓力和邊界作用力)
e)未知力的方向可以任意假設。（計算結果為正表示假設正確，否則假設方向與實際相反）
通常動量方程需要與能量方程和連續方程聯合求解。
下面我們舉例說明液體動量方程的應用：
例3 水平床面河道上設一弧形閘門，閘前漸變流斷面1的水深為h，閘下收縮斷面2的水深hc，閘門段水頭損失為1斷面流速水頭的1.2倍，，求水流對弧形閘門的作用力f？
解：根據題意，求水流對邊界的作用力，顯然要應用動量方程求解，由於流速流量未知，首先要利用連續方程和能量方程把動量方程中的所需的流速v、流量q計算出來。）
解：（1）連續方程
（2）能量方程求p2 （建立1—1，2—2斷面的能量方程）
取河床水平面為基準面，代表點選在水面，則p1=p2=0，水頭損失hw=1.2v21/2g.
取α1=α2=1.0
q=v1a1=v1×b×h
（3）用動量方程求水流對弧形閘門的作用力
（取包括閘門段水體進行示力分析，建立圖示座標，因水體僅在x 方向有當動量變化，故設閘門對水體的反作用力為水平力rx，方向如圖所示，作用在水體上的重力沿x方向為零）
x方向的動量方程：
p1- p2- rx =ρq (v2-v1)
rx= p1 - p2 -ρq (v2-v1)
對於所取的兩漸變流斷面：p1=1/2γh2b； p2=1/2γhc2b
水流對弧形閘門的作用力f與rx大小相等，方向相反，作用在水體上)
下面我們簡單介紹液體運動三元流分析的基礎。
（三）三元流分析的基礎*（不做考試要求）
液體微團運動的基本形式：
平移、線變形、角變形、旋轉
2. 有旋流動與無旋流動的區別。
當ωx=ωy=ωz=0，為無旋流動或稱有勢流動。
3.平面勢流的特點
滿足無旋條件0—存在勢函式φ
滿足連續方程0
第四章流態與水頭損失
在討論恆定總流能量方程時我們曾經介紹過，水頭損失hw是非常複雜的一項內容，我們將就討論水頭損失以及與水頭損失有關的液體的流態。
（一）水頭損失的計算方法
1. 總水頭損失： hw= ∑hf + ∑hj
（1） 沿程水頭損失：達西公式
圓管沿程水頭損失係數
r—水力半徑圓管
（2） 區域性水頭損失
ζ—區域性水頭損失係數
從沿程水頭損失的達西公式可以知道，要計算沿程水頭損失，關鍵在於確定沿程水頭損失係數λ。而λ值的確定與水流的流態和邊界的粗糙程度密切相關。
下面我們就首先討論液體的流態。
（二）液體的兩種流態和判別
(1)液體的兩種流態：雷諾實驗
層流 —液體質點互相不混摻的層狀流動。
hf∝ v1.0
紊流 —存在渦體質點互相混摻的流動。
hf∝ v1.75-2
當流速比較小的時候，各流層的液體質點互相不混摻，定義為層流。
當流速比較大的時候，各流層內存在渦體，並且流層間的質點互相混摻，定義為紊流。那麼液體的流態怎樣進行判別呢？
(2).流態的判別：雷諾數re，
明槽rek=500
圓管rek=2000
水力學知識點
知識點第0章緒論 1.連續介質 2.實際流體模型 由質點組成的連續體,具有 易流動性 粘滯性 不可壓縮性 不計表面張力的性質.3.粘滯性 牛頓內摩擦定律 4.理想流體模型 不考慮粘滯性。5.作用在液體上的力 質量力 表面力 例 1.在靜水中取一六面體，分析其所受的外力 作用在該六面體上的力有 a 切...
《水力學》知識點
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天大水力學知識點
緒論1.連續介質 2.實際流體模型 由質點組成的連續體,具有 易流動性 粘滯性 不可壓縮性 不計表面張力的性質.3.粘滯性 牛頓內摩擦定律 4.理想流體模型 不考慮粘滯性。5.作用在液體上的力 質量力 表面力 例 1.在靜水中取一六面體，分析其所受的外力 作用在該六面體上的力有 a 切向力 正壓力b...