工程流力力學：第二章第六節(jié)(粘性)

第二章流體及其物理性質(zhì)

§2.6流體的粘性粘性（Viscosity）（產(chǎn)生流動阻力的內(nèi)因）

流體與固體特性的最大區(qū)別

粘性的定義

牛頓內(nèi)摩擦定律

粘度(粘性的測量)

粘溫特性

牛頓流體理想流體§2.6流體的粘性一、粘性的定義現(xiàn)象：#手粘油或水，感覺不同；#油加溫，變稀，易流#右圖:下盤轉動,會帶動上盤附著性:壁面不滑移假設

由于流體的易變形性，流體與固壁可實現(xiàn)分子量級的粘附作用。通過分子內(nèi)聚力使粘附在固壁上的流體質(zhì)點與固壁一起運動。

庫侖實驗間接地驗證了壁面不滑移假設流體的粘性：流體流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)。流體內(nèi)摩擦的概念最早由牛頓（I.Newton,1687）提出由庫侖（C．A．Coulomb,1784）用實驗得到證實把一塊薄圓板用細金屬絲平吊在液體中將圓板繞中心轉過一角度后放開靠金屬絲的扭轉作用,圓板開始往返擺動由于液體的粘性作用圓板擺動幅度逐漸衰減,直至靜止分別測量

普通板涂臘板細沙板三種圓板的衰減時間

觀察結果:三種圓板的衰減時間均相等庫侖得出結論:

衰減的原因不是因圓板與液體之間的相互摩擦而是因液體內(nèi)部的摩擦一、粘性的定義一般分析：定義：流體內(nèi)部質(zhì)點間或流層間因相對運動而產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，以反抗相對運動的性質(zhì)。二、牛頓內(nèi)摩擦定律

(反映流體內(nèi)摩擦力數(shù)值關系的實驗定律)1686年，

Newton研究實驗結果:

作用于任意流層兩接觸面上的粘性阻力

：粘性切應力du

：兩流層間的流速差dy：兩流層間的距離牛頓內(nèi)摩擦定律公式分析：1.：速度梯度，

速度在⊥速度方向上的變化率，

物理意義：剪切變形角速度。流體切應力與固體切應力的比較：

固體：應力∝

應變，

有靜摩擦力，作用在表面流體：應力∝

變形角速度，無靜摩擦力，作用在內(nèi)部2.的方向：3.動力粘度：§1.3流體的主要物理性質(zhì)二、粘性三、粘度粘性大小的度量1.

：動力粘度(動力粘性系數(shù)),流體的重要特性參數(shù)。

物理意義：單位速度梯度下的切應力。可見的量綱與單位:國際單位制:

(帕.秒)

物理單位制:工程單位制:2.運動粘度量綱和單位：國際單位制:物理單位制:工程單位制:例:機械油的牌號20#:液壓油N32:3.相對粘度

恩氏粘度計

恩氏粘度４.粘度的測量(間接的)：管流法：沉降法：測小球的自由沉降速度

旋轉法：測轉矩，間隙

粘度的不同表示方法：

恩氏粘度計(Engler)

德

雷氏粘度計(Redwood)

英

賽氏粘度計(Saybolt)

美

補充例滑動軸承，軸置于軸套中。以P

=90N的力,從左端推軸向右移動，軸移動速度v

=

0.122

m/s，軸直徑為

d

=

75

mm，間隙h

=

0.075

mm，求軸與軸套間流體的動力粘性系數(shù)μ。間隙中速度梯度近似按線性分布處理;計算過程中注意單位統(tǒng)一;作業(yè)中應作圖,并分析四、粘度的變化規(guī)律(粘～溫,粘～壓特性)

一般粘溫特性是工程液體的重要技術參量粘性阻力的微觀機理：分子引力產(chǎn)生粘阻(液體中為主)

分子動量交換產(chǎn)生粘阻(氣體中為主)粘～溫,粘～壓特性液體的粘溫特性

水的粘溫特性經(jīng)驗公式§2.6流體的粘性五、牛頓流體和非牛頓流體牛頓流體:

符合牛頓內(nèi)摩擦定律

(水,氣,稀油)非牛頓流體:

不符合牛頓內(nèi)摩擦定律

(漿糊,瀝青,煤漿,膠水)

§2.6流體的粘性六、理想流體(不考慮粘性的流體)

(真實流體的一種簡化模型)目的:

簡化研究流體力學問題的過程流體力學中分兩步走的研究方法:

分析無粘性流體模型----→初步運動規(guī)律考慮粘性影響修正----→實際運動規(guī)律§2.6流體的粘性小結1.粘性是流體區(qū)別于固體的重要特性是產(chǎn)生流動阻力的內(nèi)因2.