环境工程原理流体.pdf

第四节 流动流体的内部结构 实际流体由于有粘性，管截面上流体质点的速度分布 是不均匀的从而引起能量的损失 一、牛顿型流体的粘性 1、粘度 流体流动时产生内摩擦力的性质，称为粘性。 流体粘性越大，其流动性就越小。从桶底把一桶甘 油放完要比把一桶水放完慢得多，这是因为甘油流 动时内摩擦力比水大的缘故。 2015-9-6 第二章 流体的流动与输送 1 设有上下两块平行放置而相距很近的平板，两板间充满着 静止的液体，如图所示。 剪切力：与流体流动方向 一致的作用力。 剪应力：单位面积上的剪 切力。又称为内 摩擦力。 流体运动时内摩擦力的大小，体现了流体粘性的大小。 速度梯度：流体速度在与流动方向垂直方向上随距离的 变化率，dv/dδ 。 2015-9-6 第二章 流体的流动与输送 2 实验证明：对一定的流体，剪切力F与面积成正比，与速 度梯度成正比。 μ为粘性系数，或动力粘度，简称粘度。 满足上述关系的流体为牛顿型流体。 以后讨论的流体，除特别指明外一般都是牛顿型流体。 2015-9-6 第二章 流体的流动与输送 3 2、粘度的物理意义： 流体流动产生单位速度梯度时，流体单位面积上所产 生的内摩擦力。 粘度是物质的物性参数。 粘度只有在流体流动时才表现出来。 当流速一定时，粘度越大，阻力就越大，能量损 失也越大。 粘度与温度有关： 液体 T↑，μ↓ 气体 T↑，μ↑ 2015-9-6 第二章 流体的流动与输送 4 3、粘度的单位： 物理制单位： 厘泊 cp 1p =100cp SI单位：帕斯卡·秒，Pa ·s 换算： 1p =0.1 Pa ·s=100cp 1 Pa ·s=1000cp 1cp =1 ×10-3 Pa ·s 293K时，水：1cp 空气：0.0184cp 2015-9-6 第二章 流体的流动与输送 5 二、非牛顿型流体 定义：不服从牛顿粘性定律的流体，如泥浆、某些 高分子溶液、悬浮液等。 对于非牛顿型液体流动的研究，属于流变学的范畴。 1、宾汉塑性流体 宾汉塑性流体与牛顿型流体的唯一差别是：为使该类流体 流动需加入一个额外的剪应力: 实际中的宾汉塑性流体有: 干酪、巧克力浆、肥皂、纸浆、泥浆等 2015-9-6 第二章 流体的流动与输送 6 2、胀流性流体 这类流体不普遍，其运动特征是表观粘 度随剪切速率的增加而更快的增大 n1 实