内容小结

本章主要学习水流运动的基本概念和动水力学的三大方程，同时介绍了水头损失的计算方法。

一、基本概念

描述水流运动的两种方法分别为流线法和迹线法。

流线是某一时刻整体水流空间所有水质点运动状态的一种描述，流线上每个点的切线方向即该点的流速方向，因此流线不能相交，也不能明显转折，可以是直线也可以是曲线。流线密集的地方流速大，流线稀疏的地方流速小，流线的形状受过水边界形状的影响。

迹线是一个水质点在一定时段的运动轨迹线，研究的是微观水质点运动。

因此，水动力学中常用流线法研究水流运动规律。

常用描述水流运动的要素有流量、断面平均流速、动水压强。

水流运动分类有不同的方法，比较常见的有以下几种：按水流运动要素是否随时间改变将水流分为恒定流与非恒定流。恒定流按流线是否为平行直线将其分为均匀流与非均匀流，非均匀流又可以按照流线是否为近似平行直线分为渐变流与急变流。按照整个过水断面任一点压强是否等于大气压强将水流分为有压流与无压流，有压流过水断面被水充满，任一点压强均不等于大气压强，即无自由水面。

二、水流运动的基本原理

恒定流的三大基本方程如下：

连续性方程：Q₁=Q₂=Q，即v₁A₁=v₂A₂或。

能量方程：z₁+=z₂++h_w或H₁=H₂+h_w。

动量方程：∑F_x=ρQ(β₂v_2x-β₁v_1x)，∑F_y=ρQ(β₂v_2y-β₁v_1y)。

三、水头损失计算

运动水流由于黏滞性的作用，必然产生水头(能量)损失。另外过水边界条件、水流形态对水头损失也有影响。因此，可以讲黏滞性是水头损失的产生的内因，过水边界条件是产生水头损失的外因。

水头损失根据水流阻力的分布特性分为沿程水头损失和局部水头损失。对于一个实际流段有

沿程水头损失可以用理论公式和经验公式计算：

理论公式 （达西 魏斯巴哈公式）：h_f=λ·（圆管h_f=λ）。

经验公式 （谢才公式）：v=C，C=（曼宁公式）。

对于实际工程水流，由于流速较大，用理论公式和经验公式计算沿程损失基本一致，即有

局部水头损失计算

关键是根据局部阻力的形式查局部水头系数（表2-2），同时注意与系数对应的平均流速。