第四講 流體的流動阻力

1、第一章 流體流動1第一節(jié) 概述第二節(jié) 流體靜力學(xué)第三節(jié) 流體流動的守恒原理第四節(jié) 流體的流動阻力 第一章 流體流動21.牛頓粘性定律第四節(jié) 流體的流動阻力uFu=0內(nèi)摩擦力運(yùn)動著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層之間的相互作用力。粘性確定流體流動時內(nèi)摩擦力大小的物理性質(zhì)。粘度衡量流體粘性大小的物理量。牛頓粘性定律粘度的物理意義 流體流動時在與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生單位速度梯度所需的剪應(yīng)力。一、流體的粘度93氣體Tm 液體Tm運(yùn)動粘度單位換算： 壓力對液體和氣體的粘度一般影響較小,可忽略.僅對較高壓氣體產(chǎn)生影響.1.牛頓粘性定律第四節(jié) 流體的流動阻力一、流體的粘度942.流體中的動量傳遞宏觀：流體層間剪應(yīng)

2、力3.非牛頓型流體11-12 服從牛頓粘性定律的流體統(tǒng)稱為牛頓流體。 不服從牛頓粘性定律的流體統(tǒng)稱為非牛頓流體。微觀：流體層間分子動量傳遞第四節(jié) 流體的流動阻力一、流體的粘度5牛頓型流體與非牛頓型流體特性類型典型舉例特點(diǎn)剪應(yīng)力表達(dá)式 牛頓型流體氣體、水、大多數(shù)液體剪應(yīng)力正比于法向速度梯度非牛頓型流體塑性流體牙膏、泥漿、油墨等剪應(yīng)力超過某臨界值后才能流動，剪應(yīng)力正比于法向速度梯度假塑性流體高分子溶液、油漆等表觀粘度隨速度梯度的增大而降低漲塑性流體高固體含量的懸浮液表觀粘度隨速度梯度的增大而增加6二、流體流動的類型221883年英國著名科學(xué)家雷諾(Osborne Reynolds)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn) 雷諾

3、實(shí)驗(yàn)第四節(jié) 流體的流動阻力7層流（滯流）過渡區(qū)湍流（紊流）雷諾準(zhǔn)數(shù)當(dāng)量直徑二、流體流動的類型22-23第四節(jié) 流體的流動阻力8層流：流速較小時，可看到一條穩(wěn)定的直線。表明此時流體各個質(zhì)點(diǎn)互不混雜，平行于管軸向前運(yùn)動。過渡流：隨著流速的增加，有顏色的直線開始出現(xiàn)波浪。 湍流：速度再增大，流體質(zhì)點(diǎn)不僅沿管軸運(yùn)動，而且還做不規(guī)則的橫向運(yùn)動。第四節(jié) 流體的流動阻力二、流體流動的類型22-239雷諾數(shù)的物理意義 雷諾數(shù)：由影響流型的管徑d、流速 u 和流體的粘 度、密度等因素組成的無因次數(shù)群, 以Re表示。雷諾數(shù)的物理意義為流體流 動時慣性力與粘性力之比。粘性力：使流體保持層流的趨勢。慣性力：使流體做不規(guī)則的自由運(yùn)動，流動趨于湍流。第四節(jié) 流體的流動阻力二、流體流動的類型22-2310三、邊界層的概念291. 邊界層的形成與發(fā)展第四節(jié) 流體的流動阻力112. 邊界層的分離邊界層分離造成大量旋渦，大大增加機(jī)械能消耗。三、邊界層的概念30第四節(jié) 流體的流動阻力12幾種管件的邊界層分離現(xiàn)象 13幾種管件的邊界層分離現(xiàn)象 14幾種管件的邊界層分離現(xiàn)象 151. 層流四、流體在圓管內(nèi)的速度分布26-28第四節(jié) 流體的流動阻力16第四節(jié) 流體的流動阻力 一、流體的粘度 二、流體流動的