粘度还是动态粘度
粘度,也称为动态粘度,基本上定义为一层流体在另一层流体上移动时所受到的阻力。
让我们考虑两个平行的板,每个板的面积为A,彼此之间的距离为y,如下图所示。假设底板是固定的,两个平行板之间充有液体。
让我们考虑两个平行的板,每个板的面积为A,彼此之间的距离为y,如下图所示。假设底板是固定的,两个平行板之间充有液体。
让我们考虑一个力F需要在平行于流体流动的方向上移动顶板。
当雷诺数Re小于2000时,流动将被视为层流,我们将有一个线性速度分布,这种均匀速度梯度的平行流动将被称为Couette流。
在平行于流体流动的方向上移动上板所需的每单位面积的力称为剪切应力,该剪切应力与流体流速成方向比例,与两个板之间的间隙成反比。
在平行于流体流动的方向上移动上板所需的每单位面积的力称为剪切应力,该剪切应力与流体流速成方向比例,与两个板之间的间隙成反比。
剪切应力α(流体流速/板间间隙)
剪切应力,τα(U/y)
剪切应力,τ=μ(U/y)
式中,μ为比例常数,此比例常数称为流体的动力粘度或简称流体粘度。
用简单的方法理解粘度
如果我们认为一层厚度Y的流体在一个固定的表面上流动,如下图所示,与固定表面接触的流体将具有零速度。当我们离开固定表面时,流体流速将增加。在最顶部表面,即距离固定表面y处,流体速度将达到最大值。
考虑到这两个流体速度值,即固定表面的速度和最顶部表面的速度,我们将绘制下图所示的速度剖面。
考虑到这两个流体速度值,即固定表面的速度和最顶部表面的速度,我们将绘制下图所示的速度剖面。
让我们考虑一个厚度为Dy的小流体层,如图所示,流体的速度将在厚度为小的层的底部为U,流体的速度将在厚度为最小的层的顶部为U+DU。
简单地说,流体层与固定表面的距离不同,其速度也不同。因此,当流体层以不同的速度相互流动时,就有可能发生剪切作用。
剪切应力在方向上与速度梯度成正比,因此我们将得到如下等式,如这里所述。
简单地说,流体层与固定表面的距离不同,其速度也不同。因此,当流体层以不同的速度相互流动时,就有可能发生剪切作用。
剪切应力在方向上与速度梯度成正比,因此我们将得到如下等式,如这里所述。
剪切应力α速度梯度
剪切应力α(du/dy)
剪切应力,τ=μ(du/dy)
式中,μ为比例常数,此比例常数称为流体的动力粘度或简称流体粘度。
上述表达式是牛顿通过实验给出的,因此上述表达式也称为牛顿粘度定律。
粘度单位
S.I系统中的粘度单位为N.S/m2.或宾夕法尼亚州
粘度也提供单位泊或厘泊。
1厘泊= 100厘泊= 0.1 N-s/m2.
粘度在各种工程应用中也以厘沲表示,如液压油粘度将以厘沲或cSt表示。
粘度与温度
如果是气体,粘度将随着温度的升高而增加。而对于液体,粘度会随着温度的升高而降低。液体和气体的粘度和温度的关系是相反的。
让我们看看这条曲线,它表明液体和气体的粘度随温度的变化。
我们现在将讨论运动粘度的基本概念在我们下一篇文章的流体力学类别中。
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参考:
《流体力学》,作者:中山勇和包彻
图片由:谷歌
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