流体第一章 绪论2

1、三、粘性三、粘性 n粘性是流体具有的一个重要性质。粘性是流体具有的一个重要性质。 n定义：定义：流体所具有的阻碍流体流动，即流体所具有的阻碍流体流动，即 阻碍流体质点间阻碍流体质点间相对运动相对运动的性质称为粘的性质称为粘 滞性，简称粘性。滞性，简称粘性。 n产生的条件：产生的条件：流体流层发生相对运动流体流层发生相对运动 三、粘性三、粘性 n粘性的实质粘性的实质：微观分子作用的宏观表现：微观分子作用的宏观表现 n微观分子作用：流体分子内聚力及流体微观分子作用：流体分子内聚力及流体 分子与固壁分子附着力分子与固壁分子附着力 n以内摩擦形式以内摩擦形式 n宏观表现：抵抗变形，阻碍流动宏观表现：抵

2、抗变形，阻碍流动 n由于粘性存在，流体在运动中克服摩擦由于粘性存在，流体在运动中克服摩擦 力必然要做功，所以粘性也是流体中发力必然要做功，所以粘性也是流体中发 生机械能量损失的根源。生机械能量损失的根源。 1、牛顿内摩擦定律（、牛顿内摩擦定律（1686年）年） 通常情况下，流体流动的速度并不按直线变化，而是按曲线变化。通常情况下，流体流动的速度并不按直线变化，而是按曲线变化。 1、牛顿内摩擦定律（、牛顿内摩擦定律（1686年）年） n运动状态运动状态：粘附在动板下面的流体层将以：粘附在动板下面的流体层将以u0的速度运的速度运 动，愈往下速度愈小，直到附在固定板流体层的速度动，愈往下速度愈小，直

3、到附在固定板流体层的速度 为零，速度分布按直线规律变化。为零，速度分布按直线规律变化。 n分析说明分析说明：分子之间吸引力以摩擦力形式产生于两相：分子之间吸引力以摩擦力形式产生于两相 邻层之间，用邻层之间，用T表示，表示， n快层对慢层产生一个切力快层对慢层产生一个切力T，使慢层加速，方向与流向，使慢层加速，方向与流向 相同。相同。 n慢层对快层有一个反作用力慢层对快层有一个反作用力T，使快层减速，方向与，使快层减速，方向与 流向相反。流向相反。 n这一对力是流体内部产生的，所以叫这一对力是流体内部产生的，所以叫内摩擦力内摩擦力。 1、牛顿内摩擦定律（、牛顿内摩擦定律（1686年）年） n 液

4、层间内摩擦力液层间内摩擦力T的大小与液体性质有的大小与液体性质有 关，并与速度梯度关，并与速度梯度du/dy和接触面积和接触面积A A成成 正比，而与接触面上的压力无关。正比，而与接触面上的压力无关。 n符合内摩擦定律的流体称为牛顿流体，符合内摩擦定律的流体称为牛顿流体， 否则称为非牛顿流体。否则称为非牛顿流体。 dy du AT 1、牛顿内摩擦定律（、牛顿内摩擦定律（1686年）年） n设设 代表单位面积上的内摩擦力，即代表单位面积上的内摩擦力，即粘性切粘性切 应力应力，则，则 n （ 为粘度为粘度 ） n号是为了T， 永为正值而设的， n 时取正号，上板动； n 时取负号，下板动； n 时

5、， ，平衡状态。 dy du A T 0 dy du 0 dy du 0 dy du 0T 1、牛顿内摩擦定律（、牛顿内摩擦定律（1686年）年） n应用时要理解： n（1）符合内摩擦定律的流体称为牛顿性符合内摩擦定律的流体称为牛顿性 流体，否则称为非牛顿流体。流体，否则称为非牛顿流体。 n（2）静止流体，不存在粘性切应力。）静止流体，不存在粘性切应力。 n（3）流体粘性切应力取决于速度梯度；）流体粘性切应力取决于速度梯度； 固体间的摩擦力与压力成正比。固体间的摩擦力与压力成正比。 n（4）只是用于层流。）只是用于层流。 n适用范围：牛顿流体作层流运动。适用范围：牛顿流体作层流运动。 2、 粘

6、度粘度 n粘度（动力粘度）粘度（动力粘度） 的大小反映出流体粘的大小反映出流体粘 性的大小，其数值等于单位速度梯度引性的大小，其数值等于单位速度梯度引 起的粘性切应力的大小。起的粘性切应力的大小。 n国际单位国际单位 Pa.s n物理单位物理单位 P（泊）（泊） n 1P=0.1 Pa.s n 1P=100cP（厘泊）（厘泊） 2、 粘度粘度 n运动粘度运动粘度 ：动力粘度与密度的比值：动力粘度与密度的比值 n国际单位国际单位m2/s n物理单位物理单位cm2/s，也叫斯（沱），也叫斯（沱），St n 1St=100cSt（厘斯，厘沱）（厘斯，厘沱） 3、 温度对粘度的影响温度对粘度的影响 n

7、温度对粘度的影响比较显著。温度升高温度对粘度的影响比较显著。温度升高 时液体的粘度降低，而气体的粘度反而时液体的粘度降低，而气体的粘度反而 加大。加大。 n实际流体实际流体都是有粘性的。都是有粘性的。 n没有粘性的流体，称为没有粘性的流体，称为理想流体理想流体。 第四节第四节 作用在流体上的力作用在流体上的力 n流体无论处于运动还是平衡状态，都受流体无论处于运动还是平衡状态，都受 到各种力。到各种力。 n按力的物性分：惯性力，重力，弹性力，按力的物性分：惯性力，重力，弹性力， 粘性力粘性力 n按力的作用方式分：质量力，表面力按力的作用方式分：质量力，表面力 一、质量力（体积力，长程力）一、质量

8、力（体积力，长程力） n定义：作用在每一个流体质点上，并与定义：作用在每一个流体质点上，并与 流体质量成正比。流体质量成正比。 rMR a gG 2 MI M 离心惯性力 直线惯性力 惯性力 重力 质量力 一、质量力（体积力，长程力）一、质量力（体积力，长程力） n总的质量力以总的质量力以F表示，表示，F在各坐标轴上的在各坐标轴上的 分力为分力为Fx、Fy、Fz，单位质量力在各个，单位质量力在各个 坐标轴上的分力坐标轴上的分力X、Y、Z为为 nX= Fx/M Y= Fy/M Z= Fz/M n当作用在流体上的质量力只有重力时，当作用在流体上的质量力只有重力时， （取铅直向上为（取铅直向上为z轴正方向）轴正方向） n X=Y=0 Z=g 二、表面力（接触力，近程力）二、表面力（接触力，近程力） n定义：作用于流体表面上，并与受作用定义：作用于流体表面上，并与受作用 的流