流體第一章 緒論2

1、三、粘性三、粘性 n粘性是流體具有的一個重要性質。粘性是流體具有的一個重要性質。 n定義：定義：流體所具有的阻礙流體流動，即流體所具有的阻礙流體流動，即 阻礙流體質點間阻礙流體質點間相對運動相對運動的性質稱為粘的性質稱為粘 滯性，簡稱粘性。滯性，簡稱粘性。 n產生的條件：產生的條件：流體流層發(fā)生相對運動流體流層發(fā)生相對運動 三、粘性三、粘性 n粘性的實質粘性的實質：微觀分子作用的宏觀表現(xiàn)：微觀分子作用的宏觀表現(xiàn) n微觀分子作用：流體分子內聚力及流體微觀分子作用：流體分子內聚力及流體 分子與固壁分子附著力分子與固壁分子附著力 n以內摩擦形式以內摩擦形式 n宏觀表現(xiàn)：抵抗變形，阻礙流動宏觀表現(xiàn)：抵

2、抗變形，阻礙流動 n由于粘性存在，流體在運動中克服摩擦由于粘性存在，流體在運動中克服摩擦 力必然要做功，所以粘性也是流體中發(fā)力必然要做功，所以粘性也是流體中發(fā) 生機械能量損失的根源。生機械能量損失的根源。 1、牛頓內摩擦定律（、牛頓內摩擦定律（1686年）年） 通常情況下，流體流動的速度并不按直線變化，而是按曲線變化。通常情況下，流體流動的速度并不按直線變化，而是按曲線變化。 1、牛頓內摩擦定律（、牛頓內摩擦定律（1686年）年） n運動狀態(tài)運動狀態(tài)：粘附在動板下面的流體層將以：粘附在動板下面的流體層將以u0的速度運的速度運 動，愈往下速度愈小，直到附在固定板流體層的速度動，愈往下速度愈小，直

3、到附在固定板流體層的速度 為零，速度分布按直線規(guī)律變化。為零，速度分布按直線規(guī)律變化。 n分析說明分析說明：分子之間吸引力以摩擦力形式產生于兩相：分子之間吸引力以摩擦力形式產生于兩相 鄰層之間，用鄰層之間，用T表示，表示， n快層對慢層產生一個切力快層對慢層產生一個切力T，使慢層加速，方向與流向，使慢層加速，方向與流向 相同。相同。 n慢層對快層有一個反作用力慢層對快層有一個反作用力T，使快層減速，方向與，使快層減速，方向與 流向相反。流向相反。 n這一對力是流體內部產生的，所以叫這一對力是流體內部產生的，所以叫內摩擦力內摩擦力。 1、牛頓內摩擦定律（、牛頓內摩擦定律（1686年）年） n 液

4、層間內摩擦力液層間內摩擦力T的大小與液體性質有的大小與液體性質有 關，并與速度梯度關，并與速度梯度du/dy和接觸面積和接觸面積A A成成 正比，而與接觸面上的壓力無關。正比，而與接觸面上的壓力無關。 n符合內摩擦定律的流體稱為牛頓流體，符合內摩擦定律的流體稱為牛頓流體， 否則稱為非牛頓流體。否則稱為非牛頓流體。 dy du AT 1、牛頓內摩擦定律（、牛頓內摩擦定律（1686年）年） n設設 代表單位面積上的內摩擦力，即代表單位面積上的內摩擦力，即粘性切粘性切 應力應力，則，則 n （ 為粘度為粘度 ） n號是為了T， 永為正值而設的， n 時取正號，上板動； n 時取負號，下板動； n 時

5、， ，平衡狀態(tài)。 dy du A T 0 dy du 0 dy du 0 dy du 0T 1、牛頓內摩擦定律（、牛頓內摩擦定律（1686年）年） n應用時要理解： n（1）符合內摩擦定律的流體稱為牛頓性符合內摩擦定律的流體稱為牛頓性 流體，否則稱為非牛頓流體。流體，否則稱為非牛頓流體。 n（2）靜止流體，不存在粘性切應力。）靜止流體，不存在粘性切應力。 n（3）流體粘性切應力取決于速度梯度；）流體粘性切應力取決于速度梯度； 固體間的摩擦力與壓力成正比。固體間的摩擦力與壓力成正比。 n（4）只是用于層流。）只是用于層流。 n適用范圍：牛頓流體作層流運動。適用范圍：牛頓流體作層流運動。 2、 粘

6、度粘度 n粘度（動力粘度）粘度（動力粘度） 的大小反映出流體粘的大小反映出流體粘 性的大小，其數值等于單位速度梯度引性的大小，其數值等于單位速度梯度引 起的粘性切應力的大小。起的粘性切應力的大小。 n國際單位國際單位 Pa.s n物理單位物理單位 P（泊）（泊） n 1P=0.1 Pa.s n 1P=100cP（厘泊）（厘泊） 2、 粘度粘度 n運動粘度運動粘度 ：動力粘度與密度的比值：動力粘度與密度的比值 n國際單位國際單位m2/s n物理單位物理單位cm2/s，也叫斯（沱），也叫斯（沱），St n 1St=100cSt（厘斯，厘沱）（厘斯，厘沱） 3、 溫度對粘度的影響溫度對粘度的影響 n

7、溫度對粘度的影響比較顯著。溫度升高溫度對粘度的影響比較顯著。溫度升高 時液體的粘度降低，而氣體的粘度反而時液體的粘度降低，而氣體的粘度反而 加大。加大。 n實際流體實際流體都是有粘性的。都是有粘性的。 n沒有粘性的流體，稱為沒有粘性的流體，稱為理想流體理想流體。 第四節(jié)第四節(jié) 作用在流體上的力作用在流體上的力 n流體無論處于運動還是平衡狀態(tài)，都受流體無論處于運動還是平衡狀態(tài)，都受 到各種力。到各種力。 n按力的物性分：慣性力，重力，彈性力，按力的物性分：慣性力，重力，彈性力， 粘性力粘性力 n按力的作用方式分：質量力，表面力按力的作用方式分：質量力，表面力 一、質量力（體積力，長程力）一、質量

8、力（體積力，長程力） n定義：作用在每一個流體質點上，并與定義：作用在每一個流體質點上，并與 流體質量成正比。流體質量成正比。 rMR a gG 2 MI M 離心慣性力 直線慣性力 慣性力 重力 質量力 一、質量力（體積力，長程力）一、質量力（體積力，長程力） n總的質量力以總的質量力以F表示，表示，F(xiàn)在各坐標軸上的在各坐標軸上的 分力為分力為Fx、Fy、Fz，單位質量力在各個，單位質量力在各個 坐標軸上的分力坐標軸上的分力X、Y、Z為為 nX= Fx/M Y= Fy/M Z= Fz/M n當作用在流體上的質量力只有重力時，當作用在流體上的質量力只有重力時， （取鉛直向上為（取鉛直向上為z軸正方向）軸正方向） n X=Y=0 Z=g 二、表面力（接觸力，近程力）二、表面力（接觸力，近程力） n定義：作用于流體表面上，并與受作用定義：作用于流體表面上，并與受作用 的流