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流体的粘性特性及其影响

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:流体内部质点间或层流间,由于相对运动而产生内摩擦力,以阻止相对运动的性质,称为流体的粘滞性。流体产生粘滞性的物理原因,是流体微观分子不规则运动的动量交换和分子间吸引力而形成阻力的宏观表现。对于单位面积上的内摩擦力,称为内摩擦应力或切应力,用τ表示,其数学式为图3-1 流体的内摩擦2.运动粘度动力粘度μ与同温度时的流体密度ρ的比值,称为运动粘度,即式中 μ——动力粘度;ρ——流体密度;ν——流体运动粘度。

流体的粘性特性及其影响

流体内部质点间或层流间,由于相对运动而产生内摩擦力,以阻止相对运动的性质,称为流体的粘滞性。流体产生粘滞性的物理原因,是流体微观分子不规则运动的动量交换和分子间吸引力而形成阻力的宏观表现。

1.动力粘度

如图3-1所示,设两块足够大的平板AB之间充满液体,板A静止不动,板B以匀速u1平行于板A运动。由于液体的粘滞性,在y方向上必然出现薄层液体以不同速度的分层运动,如某层液体的速度为u,相距为dy的相邻层液体速度则为u+du。因为各层液体的运动速度不同,在液体内部就必然出现摩擦力。这种内摩擦力的大小,由实验可知,与面积A、速度梯度du/dy成正比,这种关系称为牛顿内摩擦力定律,其数学式为

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式中μ——动力粘度(Pa·s);

du/dy——流体运动速度法向上的变化(1/s);

A——板A或板B的面积(m2);

F——内摩擦力(N)。

对于单位面积上的内摩擦力,称为内摩擦应力或切应力,用τ表示,其数学式为

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图3-1 流体的内摩擦

2.运动粘度

动力粘度μ与同温度时的流体密度ρ的比值,称为运动粘度,即

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式中 μ——动力粘度(Pa·s);

ρ——流体密度(kg/m3);

ν——流体运动粘度(m2/s)。

表3-2列出空气和水的动力粘度及运动粘度。

表3-2 空气和水的动力粘度μ及运动粘度ν

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