流體力學認識流體-流體的性質與特點-課件

流體力學認識流體流體的性質與特點預習問題總結聽講是基礎考慮是關鍵練習是根本1、

認識流體流體的性質與特點流體和固體的區(qū)別是什么?什么是流體?運動變形力物體固體的變形大小與外力成正比流體的變形的大小與外力無確定關系應變作用時間加載卸載恒定外力

在任意量的剪切力作用下將產生持續(xù)變形的物質。流體流體流動的神秘流體的粘性

運動流體具有抵抗剪切變形的能力,這就是粘滯性(簡稱粘性)。

關于運動的流體,當流體質點間存在相對運動時,由于流體的粘性作用,在流體內部流層之間會出現成對的切力,稱為內摩擦力。粘性

把一塊薄圓板用細金屬絲平吊在液體中,將圓板繞中心轉過一角度后放開,靠金屬絲的扭轉作用,圓板開始往返擺動,由于液體的作用,圓板擺動幅度逐漸衰減,直至靜止。園板分別為普通金屬板、涂蠟板和表面粘有細沙板三種。測量比較三種圓板的衰減時間。庫侖實驗實驗結果三種圓板的衰減時間均相等庫侖得出結論:

衰減的原因,不是圓板與液體之間的相互摩擦,而是液體內部的摩擦。牛頓內摩擦定律

下板固定,上板移動,且平板面積有足夠大,能夠忽略邊緣對流體的影響。其中h為兩平板間的距離,A為平板面積。牛頓內摩擦定律粘性切應力由相鄰兩層流體之間的速度梯度決定，而不是由速度決定。粘性切應力由流體元的角變形速率決定，而不是由變形量決定。流體粘性只能影響流動的快慢，卻不能停止流動。

由于流體的易變形性,流體與固壁可實現分子量級的粘附作用。通過分子內聚力使粘附在固壁上的流體質點與固壁一起運動。壁面不滑移假設壁面不滑移假設已獲得大量實驗證實,被稱為:壁面不滑移條件。運動粘度(m2/s

)(Kineaticviscosity)μ

稱為動力粘度，根據牛頓粘性定律可得：

粘度的單位在SI制中是帕斯卡秒（Pa·s),

在物理單位制中為達因·秒／平方厘米（泊,P）1/100泊厘泊CP(centipoise)蒸餾水:1、003CP１cm2/s＝１斯托克斯＝0、0001m2/s液體氣體假塑性流體脹塑性流體塑性流體

牙膏油漆牛頓流體

觸變性流體膠變性流體粘彈性流體雞蛋清水雞蛋清ωω牛頓流體和非牛頓流體牛頓流體(Newtonianfluid):

剪應力和變形速率滿足線性關系,且當變形速率為零時切應力為零。非牛頓流體(Non-Newtonianfluid):

所有不滿足牛頓流體關系的流體。液滴與毛細現象表面張力表面內部表面張力使液體表面收縮到最小的趨勢相互性

表面張力(Surfacetension)

當液體與其它流體或固體接觸時,在分界面上都產生一個張力,稱為表面張力。

表面張力一般用單位長度所具有的張力來表示,稱為表面張力系數(σ,N／m)。水在20℃時的表面張力為0、073N／m2Rhh2R2πRσθγπR2hθθ接觸角(θ):θ為銳角,流體浸潤壁面。θ為鈍角,流體不浸潤壁面。作用于流體上的力表面力與質量力

作用于流體上的力表面力又稱為面積力,又由于它產生在液體與液體或液體與固體的接觸面上,故又稱接觸力。流體表面力是作用在流體的表面或截面上且與作用面的面積成正比的力。質量力是作用于流體上的每一質點上且與質量成正比的力。表面力:法向應力切向應力(Shearstress)(Normalstress)F質量力(體積力):

質量力是某種力場作用在全部流體質點上的力,其大小和流體的質量或體積成正比,故稱為質量力或體積力。

側流體流動的特點流體流動的分類流體流動分類

外流流體繞過置于無限流體中的物體,或物體在無界流體運動。(繞物體流動和運動物體)內流流體處于有限固體壁面所限制的空間內流動。(管流)