第4章　水流阻力与水头损失

4.1　水流阻力与水头损失概念

在前一章中我们已经讨论过理想液体和实际液体的能量方程式。实际液体是具有一定的黏滞性的，由于它的存在，液体在流动过程中，为了克服内摩擦力必然要做功，从而消耗液体内部的机械能，因此黏滞性是造成液体在流动过程中能量损失的根源之一。

在水力学中我们把因液体黏滞性及惯性对流动产生的阻力，称为水流阻力。单位重量液体在流动中的能量损失，称为水头损失，在能量方程中用hw表示。水流阻力有两类：其一是液体具有黏滞性，由于液体的黏滞性引起的过水断面上流速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，而液体运动克服摩擦阻力需要消耗一部分能量；其二是固体边界的影响，由于液体边界变化和其他一些原因，使液流中产生漩涡，从而改变了水流的内部结构，水流各质点之间产生相对运动，并进行势能与动能的相互转化，在这一过程中造成能量损失。其中，液体内摩擦力（又称黏性力），它与液体流动的路程成正比，称为沿程阻力；局部边界条件急剧改变（例如过水断面突然扩大、缩小或有闸阀等）引起流速沿程突变所产生的惯性阻力，称为局部阻力。沿程阻力造成的水头损失，称为沿程水头损失，以hf表示，局部阻力造成的水头损失，称为局部水头损失，以hj表示。通常的液流过程均兼有这两类水头损失，则总的水头损失为：

hw=∑hf+∑hj　　（4.1）

上式为水头损失的叠加原理。