4流动现象分析[多媒体教案].pptVIP

主要内容： 1.4.1 粘度和牛顿粘性定律 1.4.2 流体流动类型与雷诺数 1.4.3 流体在圆管中的速度分布 1.4.4 流动边界层;1.4.1 粘度和牛顿粘性定律 1.4.1.1 牛顿粘性定律;P9-P11;（2）定量分析 实验证明，对于一定的流体，剪切力F 与两流体 层的速度差 dú 成正比，与两层之间的垂直距离 dy 成 反比，与两层间的接触面积A 成正比,即 法向速度梯度 即在与流体流动方向相垂直的y 方向流体 速度的变化率。; 在流体内部产生的并在流体层之间相互作用的 力F，称为剪切力（或者内摩擦力）。 比例系数μ：称为粘性系数，或称为动力粘 度，简称为粘度。 牛顿粘性定律：表示的是流体层间的内摩擦力F 或剪应力τ与法向速度梯度成正比。表征流体流动 过程的特征方程。（问：流体的流型——层流） ;1.4.1.2 动量传递 牛顿粘性定律 为单位体积流量的动量 为动量梯度 ; 因此剪应力可看作单位时间单位面积的动量，称 为动量传递速率。;1.4.1.3 粘度 （1）定义：流体在流动时产生内摩擦力的性质，称 为流体的粘性。表征流体粘性大小的物理量。 （2）物理意义：流体流动时在与流动方向垂直的方 向上产生单位速度梯度所需的剪应力。 （3）因素： 液体： 气体： 对于高压气体;（4）单位： ①SI制：Pa?s ②物理单位制：cP、P 换算关系：1cP=10-2 P=10-3 Pa?S （5）来源 ①对于纯组分，可直接查图表 ②对于混合物 常压下的气体混合物：; 液体混合物： （6）运动粘度 ①定义式： ②单位：SI制： CGS制： ③运动黏度也是流体的物理性质 ;1.4.1.4 流体的分类 （1）依据牛顿粘性定律的符合程度 ①牛顿型流体：剪应力与速度梯度的关系符合牛顿 粘性定律的流体，包括气体和大部分液体 ②非牛顿型流体：不符合牛顿粘性定律的流体，如 高分子溶液。 （2）依据粘性的大小 ①理想流体：黏度为零的流体；自然界中将黏度较 小的流体如水和空气等在某些情况下视为理想流体 ②实际流体：具有粘性的流体。;1.4.2 流体流动类型与雷诺数 1.4.2.1 实验;（1）层流（或滞流）：流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合。 （2）湍流（或紊流）：流体质点除了沿管轴方向的向前流动外，还有其他方向的脉动，质点的速度在大小和方向上都随时变化，质点互相碰撞和混合。;（1）判断流型 Re≤2000时，流动为层流，此区称为层流区； Re≥4000时，一般出现湍流，此区称为湍流区； 2000 Re 4000 时，流动可能是层流，也可 能是湍流，该区称为不稳定的过渡区。; （2）物理意义 Re 反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系，标志着流体流动的湍动程度。 Re 数值愈大，流体的湍动程度愈剧烈。 ;1.4.3