牛顿粘性定律
2(牛顿黏性定律
牛顿在1686年提出假说，1841年普阿节尔由实验所证实。
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。对稳定层流流动:
任意两流层 N
单位面积上的黏性力(切应力)
N/m2
式中 x?流向;y?速度变化方向;?速度梯度，速度增大方向为正(单位距离上的速
度变化量)，式中正负号的出现是为了保证tyx为正。
黏性力的作用方向平行于流体的流向，与速度梯度方向相正交。快速流层，指向与流向相反;慢速流层，指向与流向相同。
柱坐标系下的F表达式, N
3(黏性系数
m?动力黏性系数，动力黏度。
? 单位:
? 物理意义:时，单位面积下的黏性力，流体阻滞流动的能力，，阻滞作用-。
运动黏度 m2/s
? 影响因素
? 流体种类
? 温度
液体:分子间内聚力为主。温度-，间隙-，内聚力ˉ，mˉ。
气体:分子热运动。温度-，热运动加剧，m-。
单一气体 Pa×s
式中 m0?0?C时的黏度;T?绝对温度，K;C?实验常数，查表。
混合气体 烟气(CO2、H2O、N2、O2LL)
式中 ai?i组分的体积百分数;?i组分的分子量;mi?i组分的动力黏度。
4(黏性动量传输及黏性动量通量
从黏性力的建立过程来看，由于流体黏性作用T流体流层间出现速度差。由于分子热运动、分子内聚力T流体流层间产生动量交换T流层间产生切应力(黏性力)。
动量交换过程是由流体的黏性构成的T黏性动量传输(物性动量传输)。
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
式中 tyx?高速流层向低速流层传递;?低速向高速为正;?动量梯度(单位距离上的动量变化量)。
运动黏度n:
? 单位:
? 物理意义:时，单位面积上的黏性力，阻滞流动的能力;亦即黏性动量传输量，n亦称为黏性动量传输系数，牛顿黏性定律也就是流体黏性动量传输基本定律。
? 影响因素:? 流体种类 ? 温度
黏性动量与黏性力的不同之处, 传递方向
高速流层向低速流层(y);流体流向(x) 快速流层与流向相反;慢速流层，与流向相同。
5(牛顿流体及非牛顿流体
牛顿流体:符合牛顿黏性定律的流体;例如:所有气体、水及油类等。
非牛顿流体:不符合牛顿黏性定律的流体;例如:乳液、沙浆、矿浆、水煤浆、石灰等。
? 理想流体(m = 0)及黏性流体(m 1 0) 理想气体,忽略分子间的引力
例1-1 P8
1.5 流体上的作用力、能量、动量
作用力:表面力(作用在流体表面上，且与表面积成比例的力)
体积力(作用在流体内部质点上，与流体质量成比例的力)
体积力(质量力):重力、惯性力等。
能量
作用力
动量
由以上分析可知:
(1)动量/A×t = 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。
本章小结:
主要
内容
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: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。
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