《流體力學(xué)基礎(chǔ)》ppt課件-文庫吧
2025-04-19 04:20 本頁面
【正文】 阻止流體運動的力。 內(nèi)摩擦力 (粘滯力 ) ： 一對大小相等、方向相 反的拖曳力和阻滯力稱為 內(nèi)摩擦力 (粘滯力 )。 流體在靜止時不能承受切力抵抗剪切變形；但在運動狀態(tài)下（在切力作用下），流體具有抵抗剪切變形的能力，稱為 粘滯性 。 二、 流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 （一）粘滯性的概念 在河道中的流水，因受固體邊界影響，使得由河底往上流速逐漸增大，由于各水層的流速不同，各水層之間就要產(chǎn)生相對運動，從而產(chǎn)生成對的切力。即快層對慢層產(chǎn)生一種 拖曳力 ，其方向與流向一致；反之，慢層對快層要產(chǎn)生一種 阻滯力 ，其方向與流向相反 。 二、 流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 （二）牛頓內(nèi)摩擦定律 根據(jù)內(nèi)摩擦力 (T)的性質(zhì)，它與接觸面積 (A)和相對速度差 (du)成正比，而與垂直距離 (dy)成反比，這一結(jié)論稱為 牛頓內(nèi)摩擦定律 (或粘滯定律 )， 可表示為： T=μ A（ du/dy） 式中 T： 內(nèi)摩擦力 (牛 )； du/dy： 流速梯度 (秒 1)(沿垂直水流方向單位距離的流速變化值也稱 剪切變形率 )。 A： 接觸面積 (m2) μ ： 與流體種類、溫度有關(guān)的系數(shù)，稱為 動力粘滯性系數(shù) (帕 秒，即 PaS)。 粘滯系數(shù) μ 粘滯系數(shù)： 作用在 1cm2上的粘滯力規(guī)定為流體的粘滯系數(shù) (單位：泊 )。 表示流體粘滯性的大小。 粘滯系數(shù)隨溫度而變，當(dāng)溫區(qū)升高時，液體的粘滯系數(shù)減小，而氣體則增加。下表為幾種流體的粘滯系數(shù) : 水 甘油 空氣 20oC ?104 30oC ?104 二、 流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 （二）牛頓內(nèi)摩擦定律 上述內(nèi)摩擦定律不是所有的流體都能適用。 凡是服從內(nèi)摩擦定律的流體稱作 牛頓流體 ，即 在溫度不變的條件下，隨著流速梯度 (du/dy)和剪切應(yīng)力 (τ) 的變化， μ 值保持 一 常數(shù) (右 圖中的 A)。 τ 為 粘滯切應(yīng)力 ，代表單位面積上的內(nèi)摩擦力。 τ=μ (du/dy) 二、 流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 （二）牛頓內(nèi)摩擦定律 氣體和分子結(jié)構(gòu)簡單的液體，如空氣、水及油液等均屬于 牛頓流體 。牽引流為牛頓流體 。把不服從內(nèi)摩擦定律的流體稱為 非牛頓流體 。例如沉積物重力流、血液、高分子液體等是非牛頓流體。牛頓流體的摩擦力 τ 與速度梯度 du/dy呈線性關(guān)系，而非牛頓流體不是線性關(guān)系。 有的流體 μ 值隨剪切變形率的增加而減小或加大， 如 右 圖 中的 C、 D，分別稱 作假塑性流體 和 膨脹性流體 。有的流體只有當(dāng)切應(yīng)力達(dá)到某一值(τ 0)后才開始流動，如圖 右 1中的 B，稱作 賓漢流體 。 沉積物重力流即屬賓漢流體 。 第三章 沉積學(xué)相關(guān)的流體力學(xué)基本原理 一、 概述 二、 流體的粘滯性和內(nèi)摩擦定律 三、 急流、緩流和福勞德數(shù) 四、 層流、紊流與雷諾數(shù) 五、 懸浮載荷和旋渦紊動作用 六、 空氣的幾個流體力學(xué)問題 三、 急流、緩流和福勞德數(shù) 按邊界條件的不同， 液體流動 可分為 管道流 和 明渠流 兩種類型。前者是液體充滿了管道的流動，為 有壓流 ；后者的液體有與大氣接觸的自由表面，如河道、水渠，是在重力作用下的流動，為 無壓流 。流體流動的規(guī)律大多是研究管道流獲得的，但也適用于明渠流。 沉積學(xué)所研究的對象大多是明渠流 ， 明渠水流中 按流動強度 可分為 急
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