第一章流体流动

第一章流体流动 第三节流体流动现象

一、牛顿粘性定律与流体粘度 • 牛顿粘性定律流体的内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力。又称为粘滞力或粘性摩擦力。 ——流体阻力产生的依据

剪应力：单位面积上的内摩擦力，以τ表示。 适用于u与y成直线关系

——牛顿粘性定律 式中：速度梯度比例系数，它的值随流体的不同而不同，流体的粘性愈大，其值愈大，称为粘性系数或动力粘度，简称粘度。

2、流体的粘度 1)物理意义促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。粘度总是与速度梯度相联系，只有在运动时才显现出来 2)粘度与温度、压强的关系 a) 液体的粘度随温度升高而减小，压强变化时，液体的粘度基本不变。

b)气体的粘度随温度升高而增大，随压强增加而增加的很少。b)气体的粘度随温度升高而增大，随压强增加而增加的很少。 3）粘度的单位在SI制中：在物理单位制中，

SI单位制和物理单位制粘度单位的换算关系为： 5）运动粘度单位： SI制：m2/s；物理单位制：cm2/s，用St表示。

二、流动类型与雷诺准数 1、雷诺实验滞流或层流湍流或紊流

2、雷诺数Re 雷诺数的因次： Re是一个没有单位，没有因次的纯数。在计算Re时，一定要注意各个物理量的单位必须统一。雷诺准数可以判断流型

流体在圆形直管内流动时： 流体的流动类型属于滞流；流体的流动类型属于湍流；可能是滞流，也可能是湍流，与外界条件有关。——过渡区例：20ºC的水在内径为50mm的管内流动，流速为2m/s，试分别用SI制和物理制计算Re数的数值。解：1）用SI制计算：从附录五查得20ºC时， ρ=998.2kg/m3，μ=1.005mPa.s，

管径d=0.05m，流速u=2m/s， 2）用物理单位制计算：

三、滞流和湍流的平均速度 通过管截面的平均速度就是体积流量与管截面积之比 1、层流时的平均速度层流时平均速度等于管中心处最大速度的一半。

2、湍流时的平均速度 通常遇到的情况下，湍流时的平均速度大约等于管中心处最大速度的0.82倍。

随堂练习 1、运动着的流体内部相邻两流体层间的相互作用力称为，是的表现。 2、流体流动时能量损失的根本原因是 3、流体流动时产生内摩擦力的性质称为，衡量其大小的物理量称为。 4、黏度的大小反映了，黏度越大，流体的。 5、流体的黏度与温度的变化规律是。 6、黏度的单位是或。

随堂练习 7、流体的流动类型有和。通过实验来测定。 8、Re的计算公式。Re的大小，反映了。Re越大，越大，越大。 9、流体具有粘性，管壁处速度，离开管壁后速度，处最大，这种关系称为。 10、层流内层。层流内层的厚度与有关，Re越大，。

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