水力学公式
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精选文档
水力学常用计算公式精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-1、明渠均匀流计算公式： Q=A ν=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)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＝～ b ：渡槽的宽度（米） h ：渡槽的过水深度（米） φ：流速系数φ＝～ 3、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=A ν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=εMBH23gZ 2bh Q ＝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=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=M ωH=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 ＝25或Q ＝（2-15） 淹没出流：Q ＝（25）σ（2-16） 淹没系数：σ=2)13.0(756.0--Hh n+（2-17） 2）梯形薄壁测流堰，其中θ应满足tan θ=41，以及b ＞3H ，即自由出流：Q ＝g223＝23（2-18）淹没出流：Q ＝（23）σ（2-19） 淹没系数：σ=2(23.1）Hh n -（2-20) 9、水力发电出力计算N=η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—。
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。
水力学公式
静水压强公式：P = P0 + ρgh；圆筒静水压强：Z w - Z0 =
相对压强：P = P’– Pa = ρgh；真空度：P k = P a– P’
差压计：P A - P B = (- ρg)h + ρgs；98.0kPa = 1at = 10mH2O = 736mmHg ;
静水总压力：F p =ρgh c · A ；F pz = ρgV；F px = ρgh c · A x
断面平均流速：; Q=A 1=A2V2
恒定总流的能量方程：
毕托管测流速：；孔口出流：
文丘里流量计：装上水银差压计：
切应力：；局部水头损失系数：
均匀流的沿程水头损失：圆管
层流<；层流或湍流<<；湍流<
粘性底层厚度：；绝对粗糙度Δ
水力光滑面；0.3<过度粗糙面；水力粗糙面
谢才公式：; ；曼宁公式：C
突然扩大的局部水头损失系数：
突然缩小的局部水头损失系数：（）
有压管道流量计算：；;
自由出流；淹没出流
梯形水面宽度：B = b + 2mh=（β+2m）h；=
过水断面面积：A=（b+mh）h=（β+m）
湿周：
水力半径：
水力最佳断面：
水深公式
允许流速：v”
不淤< v < v’
不冲
弗劳德数：。
水力计算公式选用
水力计算公式选用水力计算是指利用水的流动性质进行流量、压力和速度等相关参数的计算。
在水力学中，常用的水力计算公式主要有流量计算公式、速度计算公式和压力计算公式。
下面将介绍几种常用的水力计算公式。
一、流量计算公式：1.泊松公式：流量计算公式是通过测定流速和截面积的方式来计算流量。
泊松公式是最常用的流量计算公式之一，其公式为：Q=A×v其中，Q为流量，A为流体通过的截面积，v为流速。
2.管道流量公式：当涉及到管道流量计算时，可以使用伯努利公式来计算流量，伯努利公式为：Q=π×r²×v其中，Q为流量，r为管道的半径，v为流速。
3.梯形槽流量公式：当涉及到梯形槽流量计算时，可以使用曼宁公式来计算流量，曼宁公式为：Q=(1.49/A)×R^(2/3)×S^(1/2)其中，Q为流量，A为梯形槽的横截面积，R为梯形槽湿周和横截面积之比，S为梯形槽的比降，1.49为曼宁系数。
二、速度计算公式：1.波速计算公式：在涉及到波浪速度计算时，可以使用波速公式进行计算，波速公式的一般形式为：c=λ×f其中，c为波速，λ为波长，f为频率。
2.重力加速度和液体高度差计算公式：当涉及到重力加速度和液体高度差计算时，可以使用水头计算公式，水头计算公式的一般形式为：H=v²/2g+z其中，H为水头，v为速度，g为重力加速度，z为液体的高度。
三、压力计算公式：1.应力计算公式：当涉及到液体对物体的压力计算时，可以使用应力计算公式，应力计算公式的一般形式为：P=F/A其中，P为压力，F为受力大小，A为受力的面积。
2.流体静压力计算公式：当涉及到流体的静压力计算时，可以使用静压力计算公式，静压力计算公式的一般形式为：P=ρ×g×h其中，P为压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为液体的高度。
以上是一些常用的水力计算公式，可以根据不同的情况和具体要求选择合适的公式进行计算。
水力计算公式选用
水力计算公式选用水力计算是指通过水力学原理和公式来计算液体在管道、河道等流动过程中的各种参数和特性。
水力计算公式是水力学研究的基础，能够用来预测流体的流速、压力、流量等参数，对水利工程的设计和运行具有重要意义。
下面介绍几种常用的水力计算公式及其选用情况。
1.流量计算公式流量是指单位时间通过其中一截面的液体体积，常用的流量计算公式有：流量计算公式为：Q=A×v，其中Q为流量，A为流动截面的横截面积，v为流速。
该公式适用于对流量有明确要求的场合，如管道流量、水库泄洪流量等。
2.流速计算公式流速是指单位时间内通过其中一截面的液体速度，常用的流速计算公式有：流速计算公式为：v=Q/A，其中v为流速，Q为流量，A为流动截面的横截面积。
该公式适用于需要计算流速的情况，如河流流速、管道流速等。
3.压力计算公式压力是指液体对单位面积所产生的压力，常用的压力计算公式有：压力计算公式为：P=γh，其中P为压力，γ为液体的密度，h为液体的压力高度。
该公式适用于计算液体的静态压力，如水塔的压力、泵站的压力等。
4.速度计算公式速度是指液体在流动过程中的速度，常用的速度计算公式有：速度计算公式为：v=√(2gh)，其中v为速度，g为重力加速度，h为液体的压力高度。
该公式适用于计算液体的速度，如水流速度、潜流速度等。
5.阻力计算公式阻力是指液体在流动过程中由于各种因素的作用而产生的阻碍力，常用的阻力计算公式有：阻力计算公式为：f=KLRV^2/2g，其中f为阻力，K 为阻力系数，L为流动的长度，R为流动的半径，V为流体的速度，g为重力加速度。
该公式适用于计算流动中的阻力，如管道流动阻力、水泵阻力等。
在选用水力计算公式时，需要根据具体情况进行考虑。
首先要了解需要计算的参数，并根据参数的性质选择相应的计算公式。
其次要考虑计算公式的适用范围和精度，以及参数的测量方法和所需数据的可获取性。
最后还要结合实际应用需求，选择合适的计算公式进行计算和分析。
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。
水力学常用计算公式精选文档
水力学常用计算公式精选文档水力学是研究流体在运动中的力学原理，应用于水力工程领域。
在水力学中，常常会用到一些计算公式来估算水流的速度、压力、流量等参数。
下面是一些水力学常用计算公式。
1.流量公式：流量是水在单位时间内通过其中一截面的体积，可以通过流量公式来计算。
常用的流量公式有：- 矩形槽流量公式：Q = b * h * sqrt(2 * g * i)，其中 Q 是流量，b 是槽的底宽，h 是槽的水深，g 是重力加速度，i 是水流的比降。
- 圆管流量公式：Q = (π * d^2 / 4) * sqrt(2 * g * i)，其中 Q 是流量，d 是管道的直径，g 是重力加速度，i 是液面的比降。
2.流速公式：流速是水流通过单位截面积的速度，可以通过流速公式来计算。
常用的流速公式有：- 矩形槽流速公式：v = sqrt(2 * g * i)，其中 v 是流速，g 是重力加速度，i 是水流的比降。
- 圆管流速公式：v = sqrt(2 * g * i)，其中 v 是流速，g 是重力加速度，i 是液面的比降。
3.压力公式：压力是流体对物体单位面积的作用力，可以通过压力公式来计算。
常用的压力公式有：-静水压力公式：P=ρ*g*h，其中P是压力，ρ是液体的密度，g是重力加速度，h是液体的压头。
-动水压力公式：P=ρ*g*h+1/2*ρ*v^2，其中P是压力，ρ是液体的密度，g是重力加速度，h是液体的压头，v是流速。
4.能量公式：能量公式是描述流体在运动中能量守恒的原理，常用于研究水流的流速、压力等参数。
常用的能量公式有：- Bernoulli方程：P + 1/2 * ρ * v^2 + ρ * g * h = 常数，其中 P 是压力，ρ 是液体的密度，v 是流速，g 是重力加速度，h 是液体的压头。
-流线速度公式：v=Q/(A*δ)，其中v是流速，Q是流量，A是截面积，δ是累积端头损失。
以上是一些水力学常用的计算公式，能够帮助工程师在水力工程设计和分析中进行流量、流速、压力等参数的估算。
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五种底坡十二条水面曲线
(b)梯形压强 分布图
(a)三角形压强 分布图
•静水总压力大小和方向
• 矩形平面单位宽度受的静水 总压力是压强分布图的面积
• 矩形所受总压力
P b
•方向：垂直指向受压面
解析法求作用于任意平面上的静水总压力
p pc A
静水总压力的作用点一般在受压面形 心以下
•压力体的构成
水力学重点及难点
F y
Q(2v2z 1 v1z ) Fz
水力学重点及难点
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0为好，这样可以简化计算过 程。） 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） c)等号左边为流出动量减去流入动量。
Chapter 4
（1）水深，底坡沿程不变及过水断面形状尺寸不变
（2）断面平均流速沿程不变 （3）三线平行J = Jz= i
❖ 均匀流形成条件： 恒定流，长直棱柱体渠道，正坡渠 道，糙率沿程不变
❖ 水力最佳断面
水力学重点及难点
❖ 明渠均匀流公
Q AC Ri
Q公式K i
❖ 明渠均匀流水力计算类型： （1）求流量Q （2）求渠道糙率n （3）求渠道底坡：
强的计算和不同表示方法。 ❖ 重力作用下静水压强的基本公式
p=p0+h
p
z C
其中 ： z—位置水头， p /γ—压强水头
（z + p /γ—测压管水头 “水头”:表示单位重量液体含有的能量。
p1
•1
p2
z1
0
2•
z2
z1
p1
z2
p2
水力学重点及难点
压强的三种表示方法：
绝对压强p′，相对压强p， 真空度pv,
水力学重点及难点
❖ 液体的两种流态和判别 雷诺实验 层流 —液体质点互相不混掺的层
状流动。 紊流 —存在涡体质点互相混掺的
流动。
❖ 流态的判别：雷诺数Re
Re＜Rek 层流 ；Re＞Rek 紊流
雷诺数是重要的无量纲数，它的物理意义表示惯性力与 粘滞力的比值。
❖水头损失（沿程水头损失和局部水头损失）
C
1
1
R6
n
hf
l
d
v2 2g
Chapter 5 ❖管道分类
水力学重点及难点
❖ 简单管道水力计算
短管水力计算
自由出流 淹没出流
Q c A 2gH
Q c A 2gz
长管水力计算方法
QK J
❖❖复水杂击管现道象水和力水计击算分（类并联）
水力学重点及难点
Chapter 6、7
❖ 明渠均匀流特征：
水力学重点及难点
Chapter 1
1. 液体的主要物理性质――粘滞性 粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因。 粘滞性是理想液体和实际液体的主要区别。
牛顿内摩擦定律 -----描述液体内部的粘滞力规律
du
dy
牛顿内摩擦定律适用范围： 1)牛顿流体， 2)层流运动
Chapter 1
水力学重点及难点
要掌握绝对压强、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/ m2 =98KN/m2
水力学重点及难点
❖ 静水总压力的计算
静水总压力求解包括求力的大小、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。在计算曲面静水总压力时，要注意压力体的绘制。
能量方程应用：
孔口恒定出流 、 毕托管、文丘里流量计 、 管嘴出流
能量方程图示
掌握总头线、测压管水头线、水力坡度的概念及 水头线的绘制。
1
0v02 2g
H
v0
v 2 2g
v
总水头线
v2
H0 hw 2g
2
1
o
v
2
❖恒定总流动量方程
Q(2v2x 1 v1x ) Fx
Q(2v2 y 1 v1y )
（4）设计渠道断面尺寸
K AC R
i z1 z2 l
水力学重点及难点
❖ 明渠水流流态的判别：
判别指标 Vw 缓流 V < Vw 急流 V > Vw
临界流 V = Vw
Fr Fr ＜1 Fr ＞1 Fr = 1
hk， h>hk h<hk h=hk
ik （均匀流） i ＜ ik i > ik i = ik
•产生水头损失的两个条件
1.液体具有粘滞性(内因) 2.固体边界的影响，液体质点间产生想液体只有能量转换，而没有能 量损失
水力学重点及难点
❖ λ的变化规律 尼古拉兹实验 （人工粗糙管）
水力学重点及难点
❖ 几个重要公式
达西公式 谢才公式 曼宁公式
hf
l
4R
v2 2g
v C RJ
水力学重点及难点
❖ 佛劳德数Fr：
Fr v gh
佛劳德数Fr是水力学中重要的无量纲数，它表示惯性力 与重力的对比关系
18. 断面比能Es和比能曲线：
v 2
Es h 2g
比能及比能曲线
h
Es f (h)
Es
h
Q 2
2 gA2
缓流
K
hK
45
Es m in
急流
Es
水力学重点及难点
❖ 临界水深和临界底坡
Q2 AK 3
g
BK
矩形断面
q 2
hK 3 g
❖ 水跃：由急流向缓流过渡产生的水力突变现象。（从 小于临界水深到大于临界水深）
水平矩形断面明渠水跃： （1）水跃方程： J（h1）=J（h2）
（2）共轭水深公式：
h
q2
h 2
1
2
18 gh 3
1
1
水力学重点及难点
❖ 水跃函数曲线
❖ 水面线变化规律 2条水深线把5种底坡上的流动空间划分为12个流区，每个流
2. 液体的主要物理性质――可压缩性：在研究水击时需要 考虑。
3. 作用在液体上的两类作用力表面力和质量力
4、液体的边界条件
Chapter 2
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。
水力学重点及难点
静水压强： 掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压
Chapter 3
❖ 液体运动的基本概念 流动的分类、断面平均流速及流线、迹线概念
❖ 三大方程 连续方程 v1A1= v 2A2 能量方程
z1
p1
1v12
2g
z2
p2
2v22
2g
hw
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
水力学重点及难点
② 能量方程应用注意事项: 选择统一基准面便于计算、选计算断面、选典型点计 算测压管水（压强计算采用统一标准）