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水頭
hydraulic head
量記号
次元L
種類スカラー
SI単位メートル (m)
CGS単位センチメートル (cm)
FPS単位フィート (ft)
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水頭（すいとう、英語: hydraulic head / piezometric head）またはヘッド（head）は、水の持つエネルギーを水柱の高さに置き換えたものである。水の単位重量あたりのエネルギーということもできる。長さの次元を持つ。
流体のエネルギーには圧力エネルギー、運動エネルギー、位置エネルギーがあるが、これを高さに置き換えたものをそれぞれ圧力水頭（pressure head）、速度水頭（velocity head）、位置水頭（elevation head）という。このほかに、管の摩擦、曲がり、出入口などで失われるエネルギーとして各種の損失水頭がある（速度水頭に比例）。これらのすべての水頭の総和を全水頭（total head）という。特に、圧力水頭と位置水頭の和はピエゾ水頭と呼ばれる。
圧力水頭＝ p ρ g {\displaystyle {\frac {p}{\rho g}}} , 速度水頭＝ v 2 2 g {\displaystyle {\frac {v^{2}}{2g}}} , 位置水頭＝ h {\displaystyle h}
ここに、 p {\displaystyle p} :水圧、 ρ {\displaystyle \rho } :水の密度、 g {\displaystyle g} :重力加速度、 v {\displaystyle v} :流速、 h {\displaystyle h} :水深
ベルヌーイの定理詳細は「ベルヌーイの定理」を参照
一様重力のもとでの非粘性・非圧縮流体の定常な流れに対して全水頭は一定である。 p ρ g + v 2 2 g + h = c o n s t a n t {\displaystyle {\frac {p}{\rho g}}+{\frac {v^{2}}{2g}}+h=\mathrm {constant} }
関連項目
土木工学
水理学
水柱メートル
ベルヌーイの定理
水槌ポンプ
