流体的粘性
1. 流体的粘性的概念
流体在平衡时不能抵抗剪切力,因而在平衡液体内部不存在切应力,但在流体运动时情况就不同了。
如图2-1所示,设有两块相距为h的平板,两板间充满均匀的真实流体,平板面积A足够大,可忽略平板四周边界的影响。下板固定不动,上板在切向力F’的作用下,以速度u0做匀速直线运动。
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验证发现:与上板接触的流体黏在上板上,并以速度随上板运动,与下板接触的流体黏在下板上,速度为零,两板间的流体速度呈线性分布,既u是y的一次函数:
不同流体层之间的互相滑动必然在层与层之间产生内部摩擦力或切应力,这种切应力总是相反的成对的出现,并分别作用在紧邻两层流体上。流体运动时其内部产生切应力的性质叫做流体的粘性。流体在平衡状态时,其粘性无从表现,只有当流体运动时,流体的粘性才能够显示出来。
2. 粘性流体与理想流体
实际流体均具有粘性,即,所以实际流体又称为粘性流体。
的流体则称为理想流体。理想流体在实际中是不存在的,的人们为了解决实际问
题对于真实流体所做的一种抽象模型。
①静止流体,粘性表现不出来,所以对流体力学而已,静止流体即可作为理想流体,也可作为粘性流体。
②匀速运动时,(对平板上势流,但曲面势流
),由于
,则
,这时可把实际流体作为理想流体来处理,问题分析大为简化。