锅炉水动力与锅内传热密切相关。锅炉性能的优劣取决于锅内过程和炉内过程的配合，研究锅炉水动力可以更好地组织锅内过程，使管内工质合理稳定流动，在各种运行条件下使工质能吸收足够的热量，使金属管受热面能得到充分的冷却，确保锅炉运行安全。

锅炉是由许多受热或不受热的管子并联或串联组成的复杂系统，因此锅炉水动力的研究内容不止局限于工质流动的一般规律，还需研究在不同类型的锅炉中和不同运行工况下的流动规律，研究内容包括：锅炉水循环方式、汽水混合物的流动类型、管内工质流动阻力特性（各个流型对应的流动阻力不同）、管内工质传热的基本规律、各条件下集箱中的压力及流量变化特性、各并联管的热偏差、流量偏差及其减小方法等。

锅炉水循环是指水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面的闭合循环通路中做有规律的连续流动过程。工质在锅炉管内流动的一般过程为：给水经省煤器加热进入锅炉蒸发受热面（水冷壁或者锅炉管束），再经过热器吸热产生额定参数的蒸汽。锅炉水循环方式主要有自然循环、强制循环、直流和复合循环4种。自然循环锅炉通过下降管和上升管内工质的密度差为流动提供运动压头，克服流动阻力，使工质在不需要任何外界动力的情况下自然流动，汽包是自然循环锅炉的一个重要特征。除自然循环外，其余三种方式的锅炉蒸发管内工质的流动均属于强制流动。强制循环锅炉中工质的流动除了依靠汽水混合物与水的密度差之外，主要依靠下降管和上升管之间装设的锅水循环泵的压头推动水循环，从而保证在高压力参数下水循环的可靠性。直流锅炉中工质流动的全部动力来自给水泵，不再设有汽包，压力适应范围广。复合循环锅炉是在直流的基础上增加一台再循环泵，保证锅炉受热面在低负荷工况下得到充分冷却。自然循环和强制循环方式适合低于临界压力的锅炉，而直流和复合循环主要用于超临界压力参数的锅炉。

不论何种锅炉水循环形式，受热管内的工质都会经历不同的流动和换热阶段。相比超临界工况，在亚临界压力下，随着管内工质的不断吸热，流动会经历从单相液体流动到两相流动再到单相蒸汽流动的转变，表现出不同的流动形态和换热特点。管内工质在两相流动阶段由于不断变化的蒸汽含气率，会出现泡状流、弹状流、环状流、雾状流等不同的气液两相流流型。流型的转变伴随着动量的传递和传热特性的改变，不同的流动形态会产生不同的流动压降、对应不同的传热区域。其中，压降的形成主要有4种，包括流动阻力压降、重位压降、加速压降和局部阻力压降，通常采用均相模型和分相模型两种方法来处理两相流动问题，工程上采用水动力特性曲线，即工质的流量与压降的关系，来反应该受热系统的流动阻力特性。不同流动形态对应的换热区域包括单相液体对流换热区、过冷沸腾区、饱和核态沸腾区、两相强制对流换热区、缺液强制对流换热区及单相蒸汽对流换热区等。不同流动换热区域传热机理不同，流动工质中蒸汽含汽率不同，传热系数差别较大。在含汽率较小或者过冷沸腾的核态沸腾区，包括泡状流、弹状流及环状流动的初期，若热负荷较高，较易发生偏离核态沸腾（又称膜态沸腾，即第一类传热恶化），管壁温度急剧升高，发生传热恶化；而在含汽率较高的有夹带的环状流动阶段后期，热负荷较低的情况下还会发生蒸干（即第二类传热恶化），管壁温度也会急剧增加，但壁温飞升程度没有发生第一类传热恶化时严重和剧烈。但无论发生哪种传热恶化，传热系数都迅速下降，必须采取适当的措施保证锅炉安全稳定运行。

此外，锅炉内的集箱是流体分散和汇聚的关键部件，是并联管组的连接件，其工作特性直接影响连接于其间的受热面工作的安全和可靠性，尤其是过热器和再热器等高温受热面工作的可靠性，因此集箱中的水动力也是锅炉水动力研究的重点，以最大限度避免集箱工作过程中各支管内流量与干度分配不均的问题。同时，在锅炉的实际运行中，由于结构设计或者运行操作不同等原因，各并联管的工作状况不可避免地会存在一定差异，产生并联管间的热偏差和流量偏差，进而导致垂直蒸发管内出现循环停滞、自由水面及倒流等水循环故障，影响流动的稳定性。

上述内容均属于锅炉水动力学的研究内容，其发展至今已经形成了完整的锅炉水动力计算方法，并开发了相关的水动力计算软件。通过锅炉水动力计算可以为锅炉的设计提供最佳的水循环回路结构，对受热面工作的可靠性进行验证，确认上述流动故障和传热恶化发生的条件，并给出相应的改进措施，以保证锅炉安全、可靠、经济的运行。