流體力學(xué)第1章緒論(編輯修改稿)
2025-06-20 06:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 泊肅葉 ( 1840） () 不滑移假設(shè)被稱為 不滑移條件 。 ? 粘性切應(yīng)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(yīng)力由 流體元的 切變率 （角變形速率）決定，而不是由變形量決定 . 牛頓粘性定律指出： ? 流體粘性只能影響流動(dòng)的快慢，卻不能停止流動(dòng)。 設(shè)粘度系數(shù)為 μ的流體，在半徑為 R的圓管內(nèi)作定常流動(dòng)，流量為 qV。圓管截面上軸向速度分布為 試求壁面切應(yīng)力 τw和管軸上的粘性切應(yīng)力 τ o 圓管定常流動(dòng)粘性切應(yīng)力 )(2)( 222 rRRqrv V ???解：根據(jù)牛頓粘性定律，圓管內(nèi)的粘性切應(yīng)力分布為 式中負(fù)號(hào)是因?yàn)楫?dāng)徑向坐標(biāo) r 增加時(shí)，速度 v 減小。 由速度分布式可得 上式表明在圓管截面上，粘性切應(yīng)力沿徑向?yàn)榫€性分布。 drdv?? ??rRqrRq VV444)2(2????? ??????? ???在管壁上粘性切應(yīng)力最大 在管軸上粘性切應(yīng)力最小 04040 ???rV rRq???3444RqrRq VRrVw ????? ???粘度 ?μ 又 稱為 動(dòng)力粘度 。根據(jù)牛頓粘性定律可得 ? 粘度的單位在 SI制中是 帕秒（ Pas) ? 液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體的粘度則相反，隨溫度升高而增大。 dtddydu // ???? ??溫度升高時(shí) : 液體 分子間平均距離增大，內(nèi)聚力減小，使粘 度相應(yīng)減小 (b)。 氣體 分子運(yùn)動(dòng)加劇，動(dòng)量交換激烈，使粘度相應(yīng)增大 (a)。 水的物理性質(zhì) 水的粘度系數(shù)隨溫度升高而降低。 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下空氣的物理性質(zhì) 氣體的粘度系數(shù)隨溫度升高而升高。 ? 常溫常壓下水的粘度是空氣的 ? 粘度與密度的比值稱為 運(yùn)動(dòng)粘度 ????? 在 SI制中運(yùn)動(dòng)粘度的單位是 m 2 / s。 ? 常溫常壓下空氣的運(yùn)動(dòng)粘度是水的 15倍 6 2 21 1 0 m / s 0 . 0 1 c m / s? ?? ? ?5 2 21 . 5 1 0 m / s 0 . 1 5 c m / s? ?? ? ?水 空氣 31 1 0 Pa s 0 . 0 1 P? ?? ? ? ?51 . 8 1 0 Pa s 0 . 0 0 0 1 8 P? ?? ? ? ?水 空氣 牛頓流體和非牛頓流體 符合牛頓粘性定律的流體 ,如水、空氣、汽油和水銀等 不符合牛頓粘性定律的流體如石油等。 濃稠的懸浮液、乳濁液、泥漿、長鏈聚合物溶液、生物流體、液體食品、涂料以及混凝土混合物等，均為非牛頓型流體。非牛頓型流體的剪應(yīng)力與速度梯度成曲線關(guān)系，或者成不過原點(diǎn)的直線關(guān)系 . 圖中 B、 C、 D均屬非牛頓流體 0)( ??? ??ndydu C. 擬 塑性流體 :粘性系數(shù)隨角變形 速度提高而減小 D. 脹 塑性流體 :粘性系數(shù)隨角變形 速度提高而增大 粘性系數(shù)隨角變形 速度呈線性關(guān)系 粘性流體和理想流體 粘性作用很大的流體。 粘性作用很小的流體。 B. 均勻流動(dòng)（速度梯度 =0）或流體處于靜止?fàn)顟B(tài)，流體的粘性作用顯示不出來 ，如液氦超流體 例：汽缸內(nèi)壁的直徑 D=12cm，活塞的直徑d=，活塞長度 L=14cm，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度為 1m/s，潤滑油的 μ =s。求作用在活塞上的粘性力。 d D
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