1、层流和湍流可用雷诺数判定, Re临为临界雷诺数,Re Re临湍流,层 流: 液体的流动是分层的,层与层之间互不干扰 。 紊流(湍流):液体流动不分层,做混杂紊乱流动。,1.3 黏滞流体的运动,粘滞现象流体运动时,层与层之间有阻碍相对运动的现象.在作相对运动的两层流体之间的接触面上, 存在一对阻碍两流体层相对运动的大小相等而方向相反的摩擦力, 这种摩擦力称为流体的黏力, 或内摩擦力。流体的这种性质称为黏性,一、 黏滞定律,速度梯度,与流速垂直方向上流速对空间平均变化率,实验规律,F为流体内面元两侧相互作用的黏性力, 为速度梯度,为黏滞系数,国际单位为:PaS,与物质材料、温度和压强有关. 1、几
2、种液体见P15的表格 2、液体的随温度的升高而减小,气体反之, 大体按正比于 规律增长; 3、压强不太大时,液体变化不大,压强很高时, 急剧增加。气体基本上不受压强影响。 若仅与流体的组成和温度有关,即严格满足上式牛顿流体(水、牛奶、糖溶液); 若还与切应力和速度梯度有关,非牛顿流体(泥沙、淋巴液和细胞质等),牛顿黏滞定律,研究对象:粘滞性流体(牛顿流体)流经水平圆形管道定常层流 设,被观测管长l,被观测管长两端压强 p1 ,p2 (p1p2) R圆管半径.,流量,泊肃叶公式,二、 泊肃叶公式,例题已知动物某根动脉的半径为4.010 m,流过的血液流量为1.0cm s ,血液的粘滞系数为2.1
3、510 Pas.求(1)血液的平均流速;(2)长度为0.1m的一段动脉管两端的压强差;(3)在这段血管中维持上述流量需要的功率。,解(1)由连续性方程有(2)由泊肃叶公式 有(3)由有,3 -1,-3,-3,三、 雷诺数,定义, 和 分别表示流体的密度和黏度,v 为特征流速,L 表示流动涉及的特征长度(物体的几何线度).,雷诺数的动力相似判据:,两种流动,只要雷诺数相同,其动力学性质也相似.,三、 雷诺数,四、粘滞流体中运动物体受到的阻力,斯托克斯定律f=6 r v (1)式中r是小球的直径,v是小球的速度,为液体粘滞系数。,当金属小球在粘性液体中下落时,受到三个铅直方向的力,小球开始下落时,由于速度尚小,所以阻力不大,但是随着下落速度的增大,阻力也随之增大。最后,三个力达到平衡,即:,于是小球开始作匀速直线运动,(2),由(2)式可得:,(3),式中,为小球材料的密度,由,可得流体的粘滞系数,作业:11、13。,