第2讲 牛顿内摩擦定律.ppt

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流体的压缩性:流体在其所受压强增大时体积缩小的性质。
压缩率(压缩性系数):温度保持不变,单位压强升高所引起的体积相对减小值。其值越大,流体越容易压缩,反之,不容易压缩。
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体积模量
意义:温度不变时,单位体积的变化率所需要的压强变化量。
其值越大,流体越不容易压缩,反之,就容易压缩。
流体的膨胀性:压强一定时,流体温度升高体积增大的性质。

膨胀系数

通常液体的膨胀系数很小,气体的膨胀系数很大。
可压缩流体和不可压缩流体
压缩性是流体的基本属性。
气体和液体都是可压缩的,通常将气体视为可压缩流体,液体视为不可压缩流体。
可压缩流体:密度随温度和压强变化的流体。
不可压缩流体:压缩系数和膨胀系数为零的流体。
下列情况中哪些是可压缩流体模型:
锅炉里的水蒸气流动
(可压缩)
水下爆炸
(可压缩)
原油在输油管道中的流动;
(不可压缩)
压缩空气的低速流动;
(压缩空气流速比较低时压强变化较小,视为不可压缩流体)
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流体的粘性:流体流动时产生内摩擦力的性质称为流体的粘性。流体内摩擦的概念最早由牛顿提出。由库仑用实验得到证实。
库仑把一块薄圆板用细金属丝平吊在液体中,将圆板绕中心转过一角度后放开,靠金属丝的扭转作用,圆板开始往返摆动,由于液体的粘性作用,圆板摆动幅度逐渐衰减,直至静止。库仑分别测量了普通板、涂腊板和细沙板,三种圆板的衰减时间。
三种圆板的衰减时间均相等。库仑得出结论:
衰减的原因,不是圆板与液体之间的相互摩擦,而是液体内部的摩擦。
牛顿内摩擦定律
实验表明,对于大多数流体,存在
引入比例系数,则得著名的牛顿内摩擦定律:
h
y
dy
u+du
牛顿内摩擦定律指出:
粘性切应力由相邻两层流体之间的速度梯度决定,而不是由速度决定.
粘性切应力由流体质点的角变形速率决定,而不是由变形量决定.
流体粘性只能影响流动的快慢,却不能停止流动。
牛顿内摩擦定律
牛顿内摩擦定律的适用条件:
只适用于层流状态,不适用于湍流状态。
只适用于牛顿流体,不适用于非牛顿流体。
若流速与其法向距离呈线性变化,则