流体力学-国际函授学校.PDF

國際函授學校 流體力學 第一章 基本概念 第一部分 重點公式及觀念提示與範例解說 【重點公式及觀念一】 du 1.牛頓黏性定律：τ μ dy 其中μ ：絕對黏滯係數(absolute viscosity )或流體黏滯係數(viscosity ) 或動力黏滯係數( dynamic viscosity ) u ：流體流動方向之速度 y ：垂直流動方向之長度 du ：速度梯度或角變形率或剪應變率 dy M FT 2.μ之因次：[ ]或[ 2 ] LT L (1)公制單位：kg / m −s或 N −s / m2 P =⋅s 。 a (2)英制單位：lb −s / ft2 。 μ v v (3)定義運動黏滯係數 (kinematic viscosity )為v ≡ ，其中ρ為密度，而 之 ρ L2 2 因次為[ ]，公制單位為m / sec 。 T 3.溫度對黏滯係數之影響： (1)對液體而言： 液體分子排列較為緊密，分子間之內聚力(吸引力)較大，而此內聚力液體 黏滯力之主要部分。故當溫度升高時，內聚力變小，使得黏滯係數變小； 反之，若溫度降低時，則黏滯係數變大。 (2)對氣體而言： 氣體分子排列較為鬆散，分子間之作用力極大。故當溫度升高時，氣體分 子之運動速度隨之增加，分子間產生碰撞之機會亦增高，使得黏滯係數變 大；反之，若溫度降低時，則黏滯係數變小。 1 國際函授學校 流體力學 4.流體黏滯性之量測： 設計一流場於兩同心圓管間，其中外圓管固定且內圓柱作等速旋轉運動，並施 以一扭矩抵抗因流體黏性所造成之阻力，如圖1-1所示，則可得流體之黏滯係 Th 數為 μ 3 ，其中A 2πaL 為內圓柱表面積， L 為圓柱長度。 a L 2π ω 圖1-1 兩同心圓管間之旋轉運動 2 國際函授學校 流體力學 【精選範例1-1】 2 u 2 y ⎛ ⎞ 一平行板間之層流速度分佈為 1=−⎜ ⎟ ，其中h 為兩板間隔距離，