水力学各种计算汇集
水力学常用计算公式
水力学常用计算公式水力学是研究液体流动的力学学科，其中包含了一系列常用的计算公式。
以下是一些水力学常用计算公式的介绍：1.流速计算：流速是流体通过一个截面的体积流量与该截面的面积之比。
常用的流速计算公式有：-海明公式：V=K*R^2/3*S^1/2，其中V表示流速，K为常数，R为液体通过管道、河道等的湿周长度，S为这段的坡度。
-曼宁公式：V=K*R^(2/3)*S^(1/2)，其中V表示流速，K为摩擦系数，R为水流断面湿周和湿径的比值，S为水流的坡度。
2.流量计算：流量指的是单位时间内流经其中一截面的液体体积，常用的流量计算公式有：-面积乘以流速：Q=A*V，其中Q表示流量，A为液体流动截面的面积，V为流速。
-引伯定理：Q=Cd*A*dH^1/2，其中Q表示流量，Cd为管道或孔洞的流量系数，A为流动截面的面积，dH为压力差。
3.湿周计算：湿周是液体通过管道、河道等截面时湿润的周边长度，常用的湿周计算公式有：-圆形截面的湿周：P=π*D，其中P表示湿周，π为圆周率，D为圆的直径。
-矩形截面的湿周：P=2*(L+H)，其中P表示湿周，L为矩形的长，H 为矩形的高。
-圆形管道的湿周：P=π*D，其中P表示湿周，π为圆周率，D为管道的直径。
4.重力控制流量计算：重力控制流量是指由重力作用下，液体流经管道、河道等截面时的流量。
-拉金方程：v=C*(2g*H)^1/2，其中v表示流速，C为拉金系数，g为重力加速度，H为压力头。
5.水头计算：水头是流体流动过程中的压力能。
常用的水头计算公式有：-静水头：H=h+P/ρg+V^2/2g，其中H表示总水头，h为液面高度，P 为压力，ρ为液体密度，g为重力加速度，V为速度。
-压力头：P/ρg，其中P为压力，ρ为液体密度，g为重力加速度。
-速度头：V^2/2g，其中V为速度，g为重力加速度。
以上只是水力学中一些常用的计算公式，还有很多其他的公式在不同的具体问题中也会使用到。
水力学常用计算公式
1、明渠均匀流计算公式： Q=Aν=AC Ri C=n 1R y （一般计算公式）C=n 1R 61（称曼宁公式） 2、渡槽进口尺寸(明渠均匀流)z ：渡槽进口的水位降（进出口水位差）ε：渡槽进口侧向收缩系数，一般ε＝0.8～0.9b ：渡槽的宽度（米）h ：渡槽的过水深度（米）φ：流速系数φ＝0.8～0.953、倒虹吸计算公式： Q=mA z g 2(m 3/秒）4、跌水计算公式：5、流量计算公式：Q=Aν式中Q ——通过某一断面的流量，m 3／s ；ν——通过该断面的流速，m ／hA ——过水断面的面积，m 2。
6、溢洪道计算1）进口不设闸门的正流式开敞溢洪道（1）淹没出流：Q ＝εσMBH 23＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深23（2）实用堰出流：Q=εMBH 23=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深232）进口装有闸门控制的溢洪道（1）开敞式溢洪道。
Q ＝εσMBH 23＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深23（2）孔口自由出流计算公式为 Q=MωH=堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中：ω=be7、放水涵管(洞)出流计算1）、无压管流 Q=μA 02gH=流量系数×放水孔口断面面积×02gH2）、有压管流Q ＝μA 02gH=流量系数×放水孔口断面面积×02gH8、测流堰的流量计算——薄壁堰测流的计算1）三角形薄壁测流堰，其中θ＝90°，即自由出流：Q ＝1.4H 25或Q ＝1.343H 2.47（2-15）淹没出流：Q ＝（1.4H 25）σ（2-16）淹没系数：σ=2)13.0(756.0--Hh n +0.145（2-17） 2）梯形薄壁测流堰，其中θ应满足tanθ=41，以及b ＞3H ，即 自由出流：Q ＝0.42b g 2H 23＝1.86bH 23（2-18）淹没出流：Q ＝（1.86bH 23）σ（2-19）淹没系数：σ=2(23.1）Hh n --0.127（2-20) 9、水力发电出力计算N=9.81HQη式中N ——发电机出力，kW ；H ——发电毛水头，m ，为水库上游水位与发电尾水位之差，即H=Z 上-Z 下； Q ——发电流量，m 3／s ；η——发电的综合效率系数（包括发电输水管的水头损失因素和发电机组效率系数），小型水库发电一般为0.6—0.7。
水力学计算题型
计算题类型一、点压强计算1. 一封闭水箱自由液面上的绝对气体压强2'/25m kN p =，m h m h 2,421== ，求A 、B 两点的相对压强？（1） 涉及到的概念：等压面、等压面是水平面的条件、静压强基本方程。
(2) 解题思路：① 找等压面② 找已知点压强 ③利用静压强基本方程推求。
二、 静水总压力计算1. 如图示，一平板闸门，两侧有水，左侧水深为3 m ，右侧水深为2 m ，求作用在单宽闸门上的静水总压力及作用点。
（1） 涉及到的概念：相对压强分布图、总压力：A gh Pc ρ=（2） 压心：A y I y y c cC D+=（3） 解题思路：① 求出各分力 ② 合成求总压力作用点 ③ 注意，是力的平衡还是力矩平衡4. 如图示，一弧形闸门，其宽度 b=6m ,圆心角030=φ，半径m R 5.2=，闸门轴与水面齐平。
求水对闸门的总压力及总压力对轴的力矩？（1） 涉及到的概念：水平分力 x c xA gh P ρ=垂直分力 gV P zρ= ，压立体图。
(2) 解题思路：① 画压力体图② 画投影面压强分布图② 求解水平分力、垂直分力、总压力 22z x p P P += 、总压力作用线 xzP P arctan=α三、运动学1 . 已知平面流动，222,2y x a u xyu y x -+==，a 为常数，试判断该液流是（1）是恒定流还是非恒定流？（2）是否满足不可压缩流体连续性微分方程，（流动是否存在）？ （3）是均匀流还是非均匀流？（4）是有旋流还是无旋流？ (一)涉及到的概念：质点加速度表达式：zu u y u u x u u t u a xz x y x x x x ∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=恒定流（0=∂∂tu）非恒定流 （0≠∂∂t u ） 恒定流 0=∂∂+∂∂+∂∂=zu u y u u x u u a xz x y x xx ，0==z y a a不可压缩流体连续性微分方程：0=∂∂+∂∂+∂∂zu y u x u zy x有旋流、无旋流判别式：0)(21=∂∂-∂∂=Ωyu x u xy z 四、 管道水力计算1. 水泵系统如图，管径mm d 200=，流量为s m Q /1.03=，吸水管与压水管的总长为30m ，沿程阻力系数02.0=λ；吸水管设有带阀门的莲蓬头0.2=阀ζ，所有弯头3.0=弯ζ，两水面高差m z .10=，求水泵扬程。
计算水力学
第五章 有压管道中的恒定流5.2已知：预制混凝土引水管 查表（P118）n=0.01~0.013 D=1m,l=40m, ξ =0.4 D 上 =70m,D 下 =60.5m ,D 管底=62.0m 求Q 解：自由出流流量公式Q=μc A Hog2 n 取0.013作用水头H o =70-62.5=7.5m (管道形心点与上有水面的距离) A=π4D 2= π4㎡ μc =ξλ∑++dl 11 假设在阻力平方区 λ=cg28C=n R61=013.01×)41(61=61.05(m 21/s) 故 λ=cg28=0.021 μc = ξλ∑++dl 11=0.668Q=0.668× π4×5.7.2g =6.36（m 3/s) V=AQ =436.6π=8.10m/s>1.2m/s 原假设成立 5.4已知Z s =4.5m,l=20m,d=150mm,l 1=12m,d 1=150mm,λ=0.03 ξ自网=2.0，ξ水泵阀=9.0 ，ξ90=0.3，若h v ≤6m,求：（1）Q 泵（2)Z（1）解：水泵安装高度为： Z s ≤h v -（α+γdl 11+ξ∑）gv 22故v 2max=(h v -Z s )2g/(α+dl11 +ξ∑)=(6-4.5)×19.6/(1+0.03×15.012+9.0+0.3) =2.15 故v max =1.52（m/s) Q max =v max .A=1.52×421d π=0.0269(m 3/s)(2)对于自流管：Q=μc A gz 2 作用水头Z=Q 2/μ2c A 22g其中A=42d π=0.018μc =ξλ∑+dl1=1215.02003.01+++=0.378故Z=6.19018.0378.00269.0222⨯⨯=0.83（m)5.6已知：d=0.4m,H=4m,Z=1.8m,l 1=8m,l 2=4m,l 3=12m 求（1）Q （2）p min 的断面位置及hvmax解：（1）淹没出流：Q=μc A gz 2 μc =ξλ∑+dl1(n 的取值及ξ的取值都要明确)取n 为0.013，c=n1R61=013.01×)44.0(61=52.41(m 21/s)λ=cg28=0.029故μc =.13.025.24.01248029.01+⨯++++⨯=0.414A=42d π=4π×4.02=0.1256(㎡)故Q=0.414×0.1256×42⨯g =0.460(m 3/s)(2)最小压强发生在第二转折处（距出口最远且管道最高） n=0.012 对上游1-1,2-2，列能量方程，0-0为上游水面0+γp a+0=(Z －2d )+γP 2+g v 222∂+(λd l ＋ζ∑)g v 222V 2=AQ=1256.0473.0=3.766(m/s) h v =γP Pa2-=Z －2d +(ζλ∑++dl1)+gv 222=(1.8-0.2)+(1+0.024×dl l 21++ζ网+ζ弯)×6.19766.32=4.871(m) 5.9解：如P145例5 法1：取C h =130 采用哈森-威廉森S=d871.491013.1⨯×Ch852.11=d871.472.137421S 1=1.38×1010-(d 1=1200mm) S 2=3.35×1010-(d 2=1000mm) S 3=9.93×1010-(d 3=800mm)假设J 节点压力水头为h=25(m)(5m<h<30m) 设A,B,C 的水位分别为D A =30m,D B =15m,D C =0 利用h f =QSl 852.1 h f1=30－25=5m=S 1Q 852.11l 1=1.38×1010-×750Q 852.11Q1=3.92(m 3/s)5.12并联：f 1=h f 2=h f 3即k l Q 21121=k l Q 22222=k l Q 23323l 1=l 2=l3所以Q 2=Q k 12/k 1Q3=Q k 13/k 1k=R AC 故k 1=421d π×λg8×)4(121dk 2=422d π×λg8×)4(221dk 3=423d π×λg8×)4(321dλ相同故kk 12=)(1225d d =32k k 13=)(1325d d =243所以Q 2=32Q 1=0.17(m 3/s)Q3=243Q 1=0.47(m 3/s) 另法：利用达西公式h f =gd lv 22λV=42d π且h f1=h f2=h f3 得到d Q 5121=d Q 5222=dQ 5323 即1521Q =2522Q =3523Q 所以Q 2=32Q 1=0.17(m 3/s)Q3=243Q 1=0.47(m 3/s)。
水力学题库 计算分类
平面或曲面上的静水总压力1、AB 曲面为一圆柱形的四分之一，半径R=0.2m ，宽度（垂直纸面）B=0.8m ，水深H=1.2m ，液体密度3/850m kg =ρ，AB 曲面左侧受到液体压力。
求作用在AB 曲面上的水平分力和铅直分力。
（10分）解：（1）水平分力：RB RH g A h P z c x ⋅-==)2(ργ…….(3分)N 1.14668.02.0)22.02.1(8.9850=⨯⨯-⨯⨯=，方向向右（2分）。
（2）铅直分力：绘如图所示的压力体，则B R R R H g V P z ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-==4)(2πργ……….（3分）1.15428.042.014.32.0)2.02.1(8.98502=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⨯-⨯⨯=，方向向下（2分）。
2．有一圆滚门，长度l=10m ，直径D=4.2m ，上游水深H1=4.2m ，下游水深H2=2.1m ，求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。
解：（1）水平分力：lH H p p p x )(21222121-=-=γ=()3220.59.810 4.2 2.110648.27kN ⨯⨯⨯-⨯= 方向水平向右。
（2）作压力体，如图，则l D Al V p z 4432πγγγ⨯=== =329.8100.750.25 3.14 4.2101017.78kN ⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 方向垂直向上。
3.如图示，一半球形闸门，已知球门的半径m R 1= ，上下游水位差m H 1= ，试求闸门受到的水平分力和竖直分力的大小和方向。
解： (1)水平分力：()2R R H A h P c πγγ⋅+==左,2R R A h P c πγγ⋅='=右右左P P P x -=kN R H 79.30114.31807.92=⨯⨯⨯=⋅=πγ，方向水平向右。
（２）垂直分力：V P z γ=，由于左、右两侧液体对曲面所形成的压力体均为半球面，且两侧方向相反，因而垂直方向总的压力为0。
水力学计算公式
水力学计算公式1、射流喷速：V0=10Q/A0V0：射流喷速，米/秒；Q：排量，升/秒：A0：喷嘴出口截面积，厘米22、射流冲击力：Fj=ρQ2/100A0Fj：千牛；ρ：密度，公斤/升；3、射流水功率：Nj=ρQ3/20A02 千瓦4、钻头压降：Pb=ρQ2/2C2A025、钻头水功率：Nb=Pb*Q6、A0=πde2/4；de2=d12+d22+d32+d42+……7、机械钻速：V=进尺/纯钻时间（m/h）8、比水功率=钻头水工率/钻头底面积（W/mm2）例：φ215.9mm钻头：A=215.92*π/4=36591mm29、行程钻速=进尺/（纯钻时间+起下钻时间）10、钻井周期：一开到完钻时间11、完井周期：一开到完井时间12、建井周期：搬迁安装到完井1谢才公式介绍编辑谢才公式的形式为：式中v为断面平均流速(m/s)；R为水力半径(m),A为过水断面面积，Pw为水流与固体边界接触部分的周长，称为湿周（见图）；J=hf/l为水力坡度，hf为流段l内的沿程水头损失，对于明渠恒定均匀流,J=i（i为明渠底坡）；C为谢才系数()。
2经验公式编辑许多学者对C值进行研究,得到一系列经验公式。
其中最为简便而应用广泛的是曼宁（R.Manning，1890）公式：式中n为反映壁面粗糙对水流影响的系数,称为粗糙系数或糙率。
资料较丰富且考虑R的指数为变量的计算式有巴甫洛夫斯基（1925）公式：验证环节其中在近似计算中，当R<1.0m时，；R>1.0m时，。
上式的适用范围为0.1m ≤R≤3.0m，0.011≤n≤0.04。
式(3)至式(5)中，水力半径R以m计。
对于一般管道和人工渠道,糙率n主要决定于壁面粗糙突起物的大小、形状和分布;对于天然河道，n则与河床沙石粒径和形状，沙波大小、形状和变化，岸滩水草树木的疏密程度,以及河道水位变化等有关。
n值应经实测确定。
将式(3)代入式(1)可得：对于均匀流，测出某一流段的R、J、v值,即可确定该流段的n值。
水利常用计算公式
水利常用计算公式1.水力学公式1.1.流量计算公式流量（Q）是水力学中最基本的参数之一，常用公式如下：1.1.1.泊松公式：Q=A×V其中，Q表示流量，A表示流量截面的面积，V表示流速。
该公式适用于流量截面形状恒定且流速均匀的情况，如水流在河道中的流量计算。
1.1.2.曼宁公式：Q=(1/n)×A×R^(2/3)×S^(1/2)其中，n为河道粗糙系数，A为流量截面面积，R为湿周长，S为水流水面倾斜度。
该公式适用于流量截面形状和流速都不均匀的情况，如河道中流速梯度较大的情况。
1.2.水头损失计算公式在水利工程中，水流经过管道或河道时会产生水头损失。
以下是常用的水头损失计算公式：1.2.1.管道水头损失：h_f=λ×(L/D)×(V^2/2g)其中，h_f为单位长度的水头损失，λ为管道阻力系数，L为管道长度，D为管道直径，V为水流速度，g为重力加速度。
该公式适用于水流通过管道时的水头损失计算。
1.2.2.河道水头损失：h_f=(1/2g)×(V_1^2-V_2^2)+((P_1-P_2)/γ)其中，h_f为单位长度的水头损失，V_1和V_2分别为河道中的两个断面的流速，P_1和P_2分别为两个断面的压力，γ为水的比重。
该公式适用于河道中的水头损失计算。
2.水文学公式2.1.降雨径流计算公式降雨径流计算是水文学中的重要内容，常用公式如下：2.1.1.线性水文模型：Q=P×C其中，Q为径流流量，P为降雨量，C为产流系数。
该公式适用于单位面积均匀降雨条件下的径流计算。
2.1.2.单位线法：Q=P×I×A其中，Q为径流流量，P为降雨量，I为降雨强度，A为流域面积。
该公式适用于单位面积非均匀降雨条件下的径流计算。
2.2.洪水计算公式洪水计算是水文学中的重要内容，常用公式如下：2.2.1.经验公式：Q=c×A^b其中，Q为洪水流量，A为流域面积，c和b为经验参数。
水力学常用计算公式讲解学习
1、明渠均匀流计算公式： Q=Aν=AC RiC=n 1R y （一般计算公式）C=n1R 61（称曼宁公式） 2、渡槽进口尺寸(明渠均匀流)gZ 2bh Q ＝z ：渡槽进口的水位降（进出口水位差）ε：渡槽进口侧向收缩系数，一般ε＝0.8～0.9 b ：渡槽的宽度（米） h ：渡槽的过水深度（米） φ：流速系数φ＝0.8～0.95 3、倒虹吸计算公式：Q=mA z g 2(m 3/秒）4、跌水计算公式：跌水水力计算公式：Q ＝εmB 2/30g 2H ，式中：ε—侧收缩系数，矩形进口ε＝0.85～0.95；，B —进口宽度（米）；m —流量系数5、流量计算公式：Q=Aν式中Q ——通过某一断面的流量，m 3／s ；ν——通过该断面的流速，m ／h A ——过水断面的面积，m 2。
6、溢洪道计算1）进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 （1）淹没出流：Q ＝εσMBH 23＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深23 （2）实用堰出流：Q=εMBH23=侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深23 2）进口装有闸门控制的溢洪道 （1）开敞式溢洪道。
Q ＝εσMBH 23＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深23 （2）孔口自由出流计算公式为Q=MωH=堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中：ω=be7、放水涵管(洞)出流计算 1）、无压管流Q=μA 02gH=流量系数×放水孔口断面面积×02gH 2）、有压管流Q ＝μA 02gH=流量系数×放水孔口断面面积×02gH8、测流堰的流量计算——薄壁堰测流的计算 1）三角形薄壁测流堰，其中θ＝90°，即自由出流：Q ＝1.4H 25或Q ＝1.343H 2.47（2-15） 淹没出流：Q ＝（1.4H 25）σ（2-16） 淹没系数：σ=2)13.0(756.0--Hh n+0.145（2-17） 2）梯形薄壁测流堰，其中θ应满足tanθ=41，以及b ＞3H ，即自由出流：Q ＝0.42b g 2H 23＝1.86bH 23（2-18）淹没出流：Q ＝（1.86bH 23）σ（2-19） 淹没系数：σ=2(23.1）Hh n --0.127（2-20) 9、水力发电出力计算N=9.81HQη式中N ——发电机出力，kW ；H ——发电毛水头，m ，为水库上游水位与发电尾水位之差，即H=Z 上-Z 下； Q ——发电流量，m 3／s ；η——发电的综合效率系数（包括发电输水管的水头损失因素和发电机组效率系数），小型水库发电一般为0.6—0.7。