流体的黏性及黏性力.ppt

1流体的黏性及黏性力,黏性：阻滞流动的性质。,产生原因：流体分子间的内聚引力和分子的热运动。,流体流层间产生切应力的现象流体的黏性；切应力黏性力。,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,2牛顿黏性定律,表述：流体的黏性力F与速度v0成正比，与两平板间距离H成反比，与接触面积A成正比。,稳定状态：,任意两流层:,N,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,单位面积上的黏性力（切应力）,N/m2,思考,柱坐标系下的F表达式？,N,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,3黏性系数,动力黏性系数，动力黏度。,单位:,物理意义：,时，单位面积上的黏性力，流体阻滞流动的能力，阻滞作用。,影响因素：,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,运动黏度,m2/s,液体：分子间内聚力为主。温度，间隙，内聚力，。,气体：分子热运动。温度，热运动加剧，。,Pas,单一气体,烟气（CO2、H2O、N2、O2）,混合气体,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,4黏性动量传输及黏性动量通量,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,动量交换过程由流体的黏性所构成,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,动量通量：单位时间通过单位面积所传递的动量，相当于单位面积上的作用力。,黏性动量通量：单位时间通过单位面积所传递的黏性动量，亦即单位面积上的黏性力（切应力）。,Pa,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,运动黏度,单位：,物理意义：,影响因素：,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,思考,黏性动量与黏性力的不同之处？,传递方向,黏性动量：高速流层向低速流层(y)。黏性力：流体流向(x)。快速流层与流向相反；慢速流层，与流向相同。,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,5牛顿流体及非牛顿流体,牛顿流体：满足牛顿粘性定律的流体。,非牛顿流体：不满足牛顿黏性定律的流体。,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,5.牛顿流体与非牛顿流体,1.4流体的黏性及牛顿黏性定律,6.理想流体(=0）及黏性流体(0),例1-3P8,作用力,作用在流体表面上，且与表面积成比例的力。,作用在流体内部质点上，且与流体质量成比例的力。,1.5流体上的作用力、能量、动量,表面力,压力(压强)：运动和静止流体均存在，称静压力。作用方向与作用面垂直，且指向作用面。,切应力(粘性力)：作用方向与表面平行，运动流体与固体的界面和有速度差的流层间存在。,体积力（质量力）：重力、惯性力等。,1.5流体上的作用力、能量、动量,能量,作用力,动量,1.5流体上的作用力、能量、动量,（1）动量/A=作用力/A=能量/V（2）作用力、能量、动量是同类物理量的不同表现形式。相互平衡、传递及转换，流体的动量传输也就是力、能的平衡与转换过程。,结论,1.5流体上的作用力、能量、动量,小结,一、本课的基本要求1了解流体的黏性及黏性力。2掌握牛顿黏性定律及应用；黏性系数的单位、物理意义、影响因素。3掌握黏性动量传输、黏性动量通量及其表达式。4理解流体上的作用力、能量、动量之间的关系。二、本课的重点、难点重点：牛顿黏性定律及应用。难点：概念的理解和掌握。三、作业习题P111-211-23,本章小结,主要内容：流体的概念，流体的密度、重度及比体积，流体的压缩性及膨胀性，流体的黏性及牛顿黏性定律，流体上的作用力、能量及动量。重点：流体的压缩性及膨胀性，流体的黏性及牛顿黏性定律。难点：流体黏性的理解与掌握。基本要求：掌握流体的特性、流体的压缩性及膨胀性，理解流体的黏性，掌握黏性动量传输与对流动量传输，掌握牛顿黏性定律及应用，理解流体上的作用力、能量及动量关系。,