液体的动力粘滞系数μ
实验二 用斯托克斯公式测定液体的粘滞系数
116实验二 用斯托克斯公式测定液体的粘滞系数一、实验目的1． 会一种测定液体粘滞系数的方法 2． 会测距显微镜的使用二、实验仪器及用具盛有甘油的玻璃圆筒、小球、停表、读数显微镜、镊子、温度计三、实验原理当液体在流动时，可看做各液层以不同的速度作相对运动，快的一层给慢的一层拉力，慢的一层给快的一层阻力，这一对切向力称为内摩擦力。
由实验知：内摩擦力f 与它分布的面积s 和该处的速度梯度∆v ／∆z (表沿垂直于速度方向每单位长度的速度变化)成正比。
即： zsf ∆∆∆=vη (2-1) 式中∆v ＝ v 1-v 2，表示相差∆z 的两液层的速度差，如图6-1所示。
比例系数随液体的性质和温度而定，叫做内摩擦系数(或粘滞系数)。
在C.G.S 制中，η的单位叫做泊。
落到粘滞液体中的固体小球受到三个力的作用：重力、浮力和内摩擦力。
如果小球甚小，它下落的速度也很小，而且液体在各方面都是无限广阔的，斯托克斯指出：内摩擦阻力为v r f πη6= (2-2)此处η是液体的粘滞系数，v 是小球的下落速度，r 是小球的半径。
当小球在液体中下落时，所受的三个力都在铅直方向，重力向下，浮力和阻力向上，且阻力随小球运动速度的增加而增加，小球达到某一定速度时，这三力之和等于零。
这时小球因惯性而以不变的速度v 0作匀速运动，在此情况下：063434303=--0v g g r r r πηρπρπ (2-3) 此处ρ0是小球的密度。
ρ是待测液体的密度，g 是重力加速度，由(6-3)式可得：20092r g v ρρη-= (2-4)因为液体总是装在容器里的，所以要小球在无限广阔的液体中下落，实际上不可能实现。
如果小球沿着半径为R 园筒形容器的轴下落，那么考虑到器壁的存在，(6-4)式就应为①200)4.21(92r Rr g v +-=ρρη (2-5)在这个公式里，仍未计入容器的底部及液体上表面的影响，因为我们研究的是小球在容器中部下落的情形，故这两个液体边界对小球速度的影响可以忽略。
液体粘滞系数的测定
实验项目介绍实验资料：实验名称：落球法液体粘滞系数测定指导教师：kunter可预约计划：0 执行教室：1实605实验类型：综合实验仪器：FD-VM-Ⅱ落球法粘滞系数测定仪仪器套数：6准备天数：3实验介绍：用落球法测定液体的粘滞系数一、实验目的和意义液体都具有粘滞性，液体的粘滞系数（又称内摩擦系数或粘度）是液体粘滞性大小的量度，也是粘滞流体的主要动力学参数。
研究和测定流体的粘滞系数，不仅在物性研究方面，而且在医学、化学、机械工业、水利工程、材料科学及国防建设中都有很重要的实际意义。
例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足状态，可能引发多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状，因此，测量血液粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。
又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。
液体的粘度受温度的影响较大，通常随着温度的升高而迅速减小。
测定粘滞系数的方法有多种，如转筒法、毛细管法、落球法等。
转筒法，利用外力矩与内摩擦力矩平衡，建立稳定的速度梯度来测定粘度，常用于粘度为0.1～100的流体；毛细管法，通过一定时间内流过毛细管的液体体积来测定粘度，多用于粘度较小的液体如水、乙醇、四氯化碳等；落球法，通过小球在液体中的匀速下落，利用斯托克斯公式测定粘度，常用于粘度较大的透明液体如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等。
本实验学习用落球法测定蓖麻油的粘滞系数，如果一小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球爱到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。
当小球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘度。
二、参考资料1、黄秉鍊·大学物理实验·长春：吉林科学技术出版社，2003，P65-68；2、沈元华等·基础物理实验·北京：高等教育出版社，2003，P119-122；3、阎旭东等·大学物理实验·北京：科学出版社，2003，P63-65；4、李天应·物理实验·武汉：华中理工大学出版社，1995，P100-102；5、王惠棣等·物理实验·天津：天津大学出版社，1997，P137-144；6、吴锋等·大学物理实验教程·北京：化学工业出版社，2003，P84-86。
液体粘滞系数实验报告
液体粘滞系数实验报告
液体粘滞系数实验报告
液体粘滞系数是液体与一个表面相接触时所产生的一种特殊的反作用力。
它提供有关
液体的粘度和表面能的信息，以及液体与表面接触时吸引力有多强的重要指标。
本文介绍
了实验中所使用的各种装置及相关材料，以及实验过程中所采用的方法，从而测定了液体
粘滞系数。
一、实验装置及材料
1.实验装备:实验中使用的设备包括拉力计、电动搅拌机、500ml烧瓶和水浴。
2.实验材料:实验中使用的材料包括缓冲溶液、去离子水、油脂、稀释液和胶粘剂等。
二、实验方法
1.先将水浴加热到25℃，在500ml烧瓶中加入200ml的缓冲溶液，并用电动搅拌机搅拌均匀。
2.将拉力计安装在搅拌机上，并将搅拌机设置为每秒转数250转/min。
4.将搅拌机设置为每秒转数200转/min，搅拌一段时间，然后再加入50ml的稀释液
搅拌，拉力值相应减少，产生的两个拉力值之差为油脂的粘滞系数。
三、实验结果
根据上述实验步骤，获得以下实验结果：油脂的粘滞系数为0.3654，胶粘剂的粘滞系数为0.2641。
四、结论
根据实验结果，油脂的粘滞系数比胶粘剂的粘滞系数高，可知油脂更具有较强的粘滞性。
水粘滞系数
水粘滞系数水粘滞系数是液体流动中一种重要的物理参数，用来描述在单位时间内单位面积分离速度的大小。
在工程中，计算水流的粘滞系数是非常重要的，因为它可以控制水流的流速和流量，从而确定水力输送管道的直径和流体动力学的特性。
本文将介绍关于水粘滞系数的相关参考内容，包括其定义、测量方法、影响因素以及应用领域等方面。
首先是水粘滞系数的定义。
水粘滞系数是描述液体流动中黏性阻力的物理量，它是一种反应内聚力和外力相互作用的基本物理参数。
对于水这样的高粘的液体，其粘滞系数在20℃时约为0.001 Pa·s，随着温度的上升而减小。
水黏性较大，易受外界影响而发生变化。
以冷却水为例，如果硬度、pH值发生变化，其粘滞系数也会发生相应的变化。
其次是水粘滞系数的测量方法。
一般来说，水粘滞系数的测量方法有很多种，包括容器壁的旋转法、杆式荡漾法、静水压池法、激振法等。
其中，容器壁的旋转法是最为常见的一种测量方法。
该方法的原理是利用容器壁上的螺旋条搅动液体，产生一个旋转的涡流，然后测量由摩擦力引起的旋流运动的速度和涡流强度大小，进而计算出水的粘滞系数。
此外，离心法和旋转杯法也是常用的测量水粘滞系数的方法。
第三是影响水粘滞系数的因素。
水的粘滞系数受多种因素影响，主要包括水的温度、浓度、pH值和流速等。
其中，温度是影响粘滞系数最大的因素之一。
通常情况下，水粘滞系数随着温度的升高而逐渐减小，因为高温会导致水的分子运动增加，从而减小黏性阻力。
此外，随着浓度的增加、pH值的变化和流速的增加，水的粘滞系数也会发生变化。
最后是水粘滞系数的应用领域。
水粘滞系数在很多领域都有着广泛的应用，包括食品制造、化工、医药研究等领域。
例如，在食品制造中，粘滞系数可以用来描述各种液体制品的黏度，帮助制定相应的生产工艺。
在化工和医药领域，水粘滞系数可以用来评价药物的溶解性和稳定性，从而确定药物的质量等级。
综上所述，水粘滞系数在工程学、物理学和化学等领域都有着极其重要的应用意义。
液体粘滞系数公式
液体粘滞系数公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：液体粘滞系数公式是描述液体流动性质的重要参数之一。
在液体的流动过程中，液体分子之间的相互作用力会决定其粘度大小，即液体的“黏稠程度”。
粘滞系数公式可以用来描述液体在不同条件下的流动特性，这对于工程领域中液体流动的研究和应用具有重要意义。
液体粘滞系数公式的描述一般采用牛顿流体力学模型，即粘度和应力成正比的关系：粘度=应力/速度梯度。
这一关系得到了众多实验数据的支持，是描述各类液体的粘滞行为的基础。
液体的粘滞系数不仅与液体本身的性质有关，还与温度、压力、流动速度等因素密切相关。
粘滞系数公式因此包含了多种影响因素，是一个复杂的函数关系。
在工程实践中，液体粘滞系数公式的准确性和适用性对于设计和优化液体流动系统至关重要。
科学家和工程师们通过对不同液体的粘滞系数进行实验研究和数学建模，开发出了一系列适用于不同场合的粘滞系数公式。
下面我们简要介绍一些常见的液体粘滞系数公式。
1. 琼斯-华立公式琼斯-华立公式是描述流体的粘滞系数与温度变化关系的经典公式，它可以用来计算非牛顿流体的粘滞系数。
公式表达式如下：η=η0exp(A(1-T/Tc)n)η为流体的粘滞系数，η0为参考粘度，A为常数，T表示温度，Tc 是临界温度，n是指数。
这个公式适用于液体在不同温度下的粘滞系数变化规律，是工程设计中常用的模型之一。
2. 卡西格尔公式卡西格尔公式是描述气体和液体的粘滞系数的经典公式，表达了粘滞系数与液体密度、温度、分子大小及形状等因素之间的复杂关系。
具体表达式如下：η=η0(T/T0)^(3/2)(1+T0/T)/√(M)η为流体的粘滞系数，η0为参考粘度，T表示温度，T0表示参考温度，M表示分子量。
卡西格尔公式综合考虑了多种因素对流体粘滞系数的影响，适用范围广泛，被广泛应用于工程实践中。
3. 硬球流体公式硬球流体公式是描述固体颗粒悬浮在流体中时的粘滞系数情况的公式。
在硬球流体中，固体颗粒和流体之间存在接触力，这会影响整个系统的粘滞性质。
液体粘滞系数的测定
实验四 液体粘滞系数的测定液体的粘滞系数是表征液体黏滞性强弱的重要参数，在工业生产和科学研究中（如流体的传输、液压传动、机器润滑、船舶制造、化学原料及医学等方面）常常需要知道液体的粘滞系数，准确测量这个量在化学、医学、水利工程、材料科学、机械工业和国防建设中有着重要意义。
例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量，压力差，输送距离及液体粘度，设计输送管道的口径。
测量液体粘度可用落球法，毛细管法，转筒法等方法，其中落球法（也称斯托克斯法）是最基本的一种，它是利用液体对固体的摩擦阻力来确定粘滞系数的，可用来测量粘滞系数较大的液体。
【预习思考题】1. 什么是液体的粘滞性？2. 金属小球在粘滞性流体中下落时，将受到哪些力的作用？3. 液体的粘滞系数与那些因素有关？【实验目的】1. 观察液体中的内摩擦现象。
2. 掌握用落球法测液体粘滞系数的原理和方法。
3. 学习和掌握一些基本测量仪器(如游标卡尺、螺旋测微计、比重计、秒表)的使用。
【实验原理】一个物体在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种力Array即为粘滞阻力。
它是由粘附在物体表面的液层与邻近的液层相对运动速度不同而引起的，其微观机理都是分子之间以及在分子运动过程中形成的分子团之间的相互作用力。
不同的液体这种不同液层之间的相互作用力大小是不相同的。
所以粘滞阻力除与液体的分子性质有关外，还与液体的温度、压强等有关。
液体的内摩擦力可用粘滞系数 η来表征。
对于一个在无限深广的液体中以速度 v 运动的半径为 r 的球形物体，若运动速度较小，即运动过程中不产生涡旋，则根据斯托克斯(G.G. Stokes)推导出该球形物体受到的摩擦力即粘滞力为f = 6πηvr (1)当一个球形物体在液体中垂直下落时，它要受到三种力的作用，即向上的粘滞力 f、向上的液体浮力 F和向下的重力 G，如图 1 所示。
球体受到液体的浮力可表示为F = σg4πr3/3 (2)上式中 σ 为液体的密度，g为本地的重力加速度。
液体粘滞系数的测定
液体粘滞系数的测定在稳定流动的液体中，由于各层液体的流速不同，在相邻两层流体之间存在相对运动而产生切向力，流速快的一层给流速慢的一层以拉力，流速慢的一层给流速快的层以阻力，液层间的这一作用称为内摩擦力或粘滞力，流体这一性质称为粘滞性。
液体的粘滞性在液体（例如石油）管道输送以及医药等方面都有重要的应用。
现代医学发现，许多心脑血管疾病与血液粘度有关，血液粘滞会使流人人体器官和组织的血流量减少、血流流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态中，可能引发多种心脑血管疾病，所以，血粘度大小成了人体血液健康的重要标志之一。
实验证明，粘滞力f 的大小与两液层间的接触而积△s 和该处的速度空间变化率dyd υ（常称为速度的梯度）的乘积成正比，即 s dyd f ∆=υη （5—1） 式（5-1）就是决定流体内摩擦力大小的粘滞定律，式中的比例系数η称为液体的内摩擦系数或粘滞系数。
它决定于液体的性质和温度，在润滑油选择、液压传动以及液体质研究等很多方面是一项主要技术指标，其国际制单位是：“帕斯卡·秒”（Pa·s ）。
[实验目的]（1）用落针法测定液体的粘度。
（2）熟悉各仪器的使用方法。
[实验仪器]本仪器采用落针法测量液体粘度（粘滞系数），既适于牛顿液体，又适于非牛顿液体，还可测量液体的密度。
实验中使中空细长圆柱体（针）在待测液体中垂直下落，通过测量针的收尾速度，确定粘度。
本仪器采用霍尔传感器和多功能毫秒计（单片机计时器）测量落针的速度，并可自动计算后将粘度显示出来。
巧妙的取针装置和投针装置，使测量过程极为简便。
仪器由本体、落针、霍尔传感器、单片机计时器和恒温控制等部分组成。
见下图： 如图5-1，待测液体（例如蓖麻油）装在被玻璃恒温水套包围的玻璃圆筒容器中，圆筒竖直固定在机座上，机座底部有调水平的螺丝，机座上竖立一个铝合金支架。
其上装有霍尔传感器、提针装置（未画出）。
装在液体容器顶部的盖子上有投针装置发射器，它包括喇叭形的导杯和带永久磁钢的拉杆。
流体力学选择(附答案)按章节(天津城建学院)知识讲解
流体力学选择(附答案)按章节(天津城建学院)绪 论1．在一个标准大气压下，4℃以上水的容重随温度的升高而（ C ）A ．增大 Ｂ．不变 Ｃ．减小 Ｄ．不一定2、容重与密度 c 。
a ．是单位不同的同一个物理量；b ．前者是矢量后者是标量；c ．前者反映单位质量力的大小，后者反映单位体积的物质量；d ．两者的值总是相等的。
3．液体不能承受的力是（C ）A ．剪切力 Ｂ．压力 Ｃ．拉力 Ｄ．表面张力4、下列说法正确的是（ B ）。
A 、液体不能承受拉力，也不能承受压力；B 、液体不能承受拉力，但能承受压力；C 、液体能承受拉力，但不能承受压力；D 、液体能承受拉力，也能承受压力。
5．理想液体与实际液体最主要的区别是（D ）A ．不可压缩 Ｂ．不能膨胀 Ｃ．没有表面张力 Ｄ．没有粘滞性6.理想流体是一种( A )的假想流体。
A.动力粘度μ为0B.速度梯度dy du为0C.速度u 为一常数D.流体没有剪切变形7.理想流体的总水头线沿程的变化规律为( C )。
A.沿程下降B.沿程上升C.沿程不变D.前三种情况都有可能8.理想流体边界层在( D )中存在。
A.圆柱绕流B.均匀流中顺流放置的薄平板C.管道进口段D.任何边界中都不可能9、 理想流体的特征是（ B ）。
A) 粘度为常数；B) 无粘性；C) 不可压缩；D) 符合RT p ρ=10、水的粘滞性会随着温度的升高____（1）___ 。
（1）变小 （2）变大 （3）不变 （4）不一定11．液体粘性系数值随温度的升高而（ C ）A ．增大B ．不变C ．减小D ．可增大，可减小12.气体与液体的粘度随着温度的升高分别( D )。
A.减小、减小B.减小、增大C.增大、增大D.增大、减小13、不同的液体其粘滞性______, 同一种液体的粘滞性具有随温度_______而降低的特性。
答案（D ）。
A 、相同 降低；B 相同 升高；C 、不同 降低；D 、 不同 升高14.在常压下，气体的动力粘度随温度和压强的变化关系是（B ）A.温度升高，动力粘度变小B.温度升高，动力粘度变大C.压强升高，动力粘度变小D.压强升高，动力粘度变大15.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( B )A.3.75×10-9Pa·sB.2.4×10-3Pa·sC.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s16．如图所示，一平板在油面上作水平运动。
粘度单位极其换算
粘度单位极其换算2006年11月20日星期一15:43流体在流动时，相邻流体层间存在着相对运动，则该两流体层间会产生摩擦阻力，称为粘滞力。
粘度是用来衡量粘滞力大小的一个物性数据。
其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。
粘度一般是动力粘度的简称，其单位是帕·秒(Pa·s)或毫帕·秒(mPa·s)。
粘度分为动力粘度、运动粘度、相对粘度，三者有区别，不能混淆。
粘度还可用涂—4或涂—1杯测定，其单位为秒(s)。
（动力）粘度符号是μ,单位是帕斯卡秒(Pa·s)由下式定义：L=μ·μ0/hμ0——平板在其自身的平面内作平行于某一固定平壁运动时的速度h——平板至固定平壁的距离。
但此距离应足够小，使平板与固定平壁间的流体的流动是层流L——平板运动过程中作用在平板单位面积上的流体摩擦力运动粘度符号是v ,运动粘度是在工程计算中，物质的动力粘度与其密度之比，其单位为：(m2/s)。
单位是二次方米每秒(m2/s)v=μ/p粘度有动力粘度，其单位：帕斯卡秒(Pa·s)；在石油工业中还使用"恩氏粘度"，它不是上面介绍的粘度概念。
而是流体在恩格拉粘度计中直接测定的读数。
-------------------粘度的度量方法分为绝对粘度和相对粘度两大类。
绝对粘度分为动力粘度和运动粘度两种；相对粘度有恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度等几种表示方法。
1、动力粘度η在流体中取两面积各为1m2，相距1m，相对移动速度为1m/s时所产生的阻力称为动力粘度。
单位（帕.秒）。
过去使用的动力粘度单位为泊或厘泊，泊（Poise）或厘泊为非法定计量单位。
=m2=10P泊=10的3次方cp＝1KcpsASTM D445标准中规定用运动粘度来计算动力粘度，即η=ρ.υ式中η-动力粘度，期目标制ρ-密度，kg/m3 υ-运动粘度，m2/s 我国国家标准GB/T506-82为润滑油低温动力粘度测定法。
液体粘滞系数的测定
液体粘滞系数的测定在流动的液体中，各流体层的流速不同，则在互相接触的两个流体层之间的接触面上，形成一对阻碍两流体层相对运动的等值而反向的摩擦力，流速较慢的流体层给相邻流速较快的流体层一个使之减速的力，而该力的反作用力又给流速较慢的流体层一个使之加速的离，这一对摩擦力称内摩擦力或粘滞阻力，流体的这种性质称为粘滞性。
不同流体具有不同的粘度，同种流体在不同的温度下其粘度的变化也很大。
测定粘度在化学、医学、水利工程、材料科学、机械工业和国防建设中有着重要意义。
从实验中得到的粘滞定律：粘滞力f 的大小与所取流体层的面积S ∆和流体层之间的速度空间变化率dr du 的乘积成正比，即drdu s f ∆=η。
其中η为粘滞系数〔也称内摩擦系数〕，它决定于液体的性质和温度，对液体而言，它随温度的升高而迅速减少。
η的国际单位：s Pa ⋅但是依据粘滞定律直接测量难度很大，一般都采纳间接测量的方法。
测量液体粘滞系数的方法有很多种，如常用的落球法、落针法、转叶法。
本实验是用变温落针计测量液体在不同温度下的粘度系数。
中空长圆落针在待测液体中垂直下落，通过测量针的收尾速度确定粘度。
采纳霍尔传感器和多功能秒表计测量落针的速度，并将粘度显示出来。
对待测液体进行水浴加热，通过温控装置，达到预定的温度。
巧妙的取针和提针装置，使测量过程极为简单。
本实验既适用于牛顿液体，又适于非牛顿液体，还可测定液体密度。
【实验目的】1. 用落针法测液体的粘度系数。
2. 研究液体粘度系数在不同温度下的变化规律。
【实验仪器】PH--IV 型变温粘度器、落针图1 实验仪器实图【实验原理】一个物体在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种力即为粘滞阻力。
它是由粘附在物体表面的液层与邻近的液层相对运动速度不同而引起的，其微观机理都是分子之间以及在分子运动过程中形成的分子团之间的互相作用力。
不同的液体这种不同液层之间的互相作用力大小是不相同的。
流体力学基础知识-精选
Z1+p1/γ=z0+p0/γ
Z2+p2/γ= z0+p0/γ 进而得：
Z1+p1/γ=Z2+p2/γ= z0+p0/γ 由于1点和2点是在箱内液体中任取的，故可推广到整个液体中得到具有普遍 意义的规
律，即：
z+p/γ=c(常数)
σ一液体的表面张力系数。
如果把玻璃管垂直竖立在水中，则有下式：
h=15/r
(1．10)
1．2流体静力学的基本概念
流体处于静止(平衡)状态时，因其不显示粘滞性，所以流体静力学的中心问
题是研究流体静压强的分布规律。
1．2．1流体静压强及其特性
在一容器的静止水中，取出小水体І作为隔离体来进行研究，如图1．2所示。
1．1．2流体的粘滞性 流体在运动时，由于内摩擦力的作用，使流体具有抵抗相对变形(运动)的性 质，称为流体的粘滞性。流体的粘滞性可通过流体在管道中流动情况来加以 说明。 用流速仪可测得流体管道中某一断面的流速分布，如图1．1所示。流体沿管 道直径方向分成很多流层，各层的流速不同，管轴心的流速最大，向着管壁 的方向逐渐减小，直至管壁处的流速最小，几乎为零，流速按某种曲线规律 连续变化。流速之所以有此分布规律，正是由于相邻两流层的接触面上产生 了阻碍流层相对运动的内摩擦力，或称粘滞力，这是流体的粘滞性显示出来 的结果。
们是与流体种类有关的系数，粘滞性大的流体，μ和的值也大，它们之间存
在一定的比例关系。同时，流体的粘滞性还与流体的温度和所受压力有关，
受温度影响大，受压力影响小。实验证明，水的粘滞性随温度的增高而减小，
而空气的粘滞性却随温度的增高而增大(参见表1．1、表1．2)。
粘滞力和黏滞阻力的关系
粘滞力和黏滞阻力的关系1.定义：粘滞力是流体抵抗物体相对运动的内摩擦力，它是流体的一种基本性质。
2.分类：根据流体的状态，粘滞力可分为液体的粘滞力和气体的粘滞力。
3.计算公式：粘滞力的大小通常用粘滞系数来表示，计算公式为F = μ * v，其中 F 为粘滞力，μ 为粘滞系数，v 为物体在流体中的速度。
4.影响因素：粘滞力的大小与流体的温度、压力、粘滞系数以及物体的运动状态有关。
二、黏滞阻力1.定义：黏滞阻力是物体在流体中运动时，受到的由粘滞力引起的阻力。
2.分类：黏滞阻力可分为摩擦阻力和压差阻力。
3.计算公式：黏滞阻力的大小通常用阻力系数来表示，计算公式为 F = 0.5 * ρ * C * A * v^2，其中 F 为黏滞阻力，ρ 为流体的密度，C 为阻力系数，A为物体在流体中的横截面积，v 为物体在流体中的速度。
4.影响因素：黏滞阻力的大小与流体的密度、粘滞系数、阻力系数以及物体的形状、横截面积和速度有关。
5.联系：粘滞力是黏滞阻力的基础，黏滞阻力是由粘滞力引起的。
6.区别：粘滞力是流体抵抗物体相对运动的内摩擦力，而黏滞阻力是物体在流体中运动时受到的阻力。
7.影响因素：两者的大小都受到流体的温度、压力、粘滞系数以及物体的运动状态的影响。
8.应用：在实际生活中，粘滞力和黏滞阻力广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶运输等领域，对于提高物体的运动效率和节能具有重要意义。
习题及方法：1.习题：液体A的粘滞系数是液体B的两倍，当一个木块在液体A中以速度v运动时，它在液体B中的运动速度是多少？解题方法：根据粘滞力的计算公式F = μ * v，我们知道粘滞力与粘滞系数和速度成正比。
因此，当木块在液体B中运动时，它的速度将是液体A中的一半。
所以，木块在液体B中的运动速度是 v/2。
2.习题：一个物体在空气中的摩擦阻力是5N，如果在水中，它的摩擦阻力将是空气中的两倍，那么物体在水中的摩擦阻力是多少？解题方法：根据黏滞阻力的计算公式F = 0.5 * ρ * C * A * v^2，我们知道摩擦阻力与密度、阻力系数、横截面积和速度的平方成正比。
液体粘滞系数实验原理 -回复
液体粘滞系数实验原理 -回复液体粘滞系数是衡量流体黏性的指标。
当液体通过管道或通道时，粘滞力会对流体产生阻力。
粘滞系数越大，阻力越大，液体运动越缓慢。
粘滞系数是设计和优化流体力学系统的重要参数。
本文将介绍液体粘滞系数实验的原理和常用测量方法。
一、实验原理液体粘滞系数实验的原理基于史托克斯定律。
根据史托克斯定律，在液体中移动的小球所受到的粘滞力与小球速度成正比，且与小球大小和液体粘度成正比。
可以用下列公式表示：F = 6πrvF是粘滞力，r是小球半径，v是小球速度。
过程中，对于流过管道的流体，粘滞力可以描述为：F = ηA(dv/dx)F是管道内两平面之间粘滞力对流体运动的阻力，η是液体粘滞系数，A是管道横截面积，dv/dx是速度梯度，单位为m/s/m。
通过测量流体从细管中流出的速度并与细管直径和运动距离相关联的数据，可以计算出液体粘滞系数。
二、实验设备和仪器1. 细管或毛细管细管或毛细管通常是通过其内部流体的速度和通过管道的液体流量测量液体粘滞系数的主要工具。
2. 数字计时器数字计时器可以准确地测量流体通过细管或毛细管的运动时间，帮助我们计算液体的平均速度。
3. 数字天平数字天平用于测量细管或毛细管的质量，以及在实验中使用的液体的质量。
4. 液体容器用于装载实验需要的液体。
通常用玻璃瓶或塑料瓶来存储液体。
5. 温度计温度计用于测量液体的温度。
因为液体的粘度随温度而变化，所以必须在一定的温度区间内进行实验，并将数据进行校正。
三、实验步骤1. 准备实验设备和仪器，并确保它们已经校准。
2. 准备实验室环境，确保无风和震动的影响。
3. Weigh the liquid to be tested, and record its mass.4. Set up the glass tube or capillary pipette in the experimental setup, and take a measurement of the capillary diameter.5. 将液体轻轻地注入细管或毛细管，注入液体时要小心，确保不会引入气泡。
1.3液体的粘滞性
水力学——液体的粘滞性静止状态下：液体不能承受切应力运动状态下：液体具有抵抗剪切变形的能力粘滞性：油、沥青、糖水、（水）从运动的液体中取出两个相邻的液层进行分析uδAB τAB τBAu ABA B u BA 平板缝隙中的润滑油流动两个相邻微元液层受力分析1、粘滞性当液体质点（液层）间存在相对运动时液体质点（液层）间产生内摩擦力抵抗其相对运动（液体连续变形）或液体在相对运动状态下抵抗剪切变形的能力，这种性质称液体粘滞性，此内摩擦力称为粘滞力。
1、粘滞性内摩擦力做功能量损失因：液体质点（液层）间存在相对运动（快慢）果：质点间（液层）间存在内摩擦力（1）方向：与该液层相对运动速度方向相反（2）大小：由牛顿内摩擦定律决定根据前人的科学实验研究，液层接触面上产生的内摩擦力（单位面积上）大小，与液层之间的流速差成正比，与两液层距离成反比，同时与液体的性质有关。
试验成果写成表达式为：d d u yτ∝τ—切应力，（单位面积上的内摩擦力）2、牛顿内摩擦定律2、牛顿内摩擦定律yτud yudduyτ∝u+d ud d u yτμ=式中，μ为液体的动力粘滞系数，du/dy 为流速梯度，y 为垂直于流速方向，τ为切应力，方向与作用面平行与相对运动方向相反。
du/dy 的进一步理解：剪切变形速度2、牛顿内摩擦定律微元水体运动的示意图证明: 液体的流速梯度即为液体的剪切变形速度yu t d d d d =θyt u d d d )d tan(d =≈θθd u d tu+d uu y τud y d y d θy t u )tan(d d d d d =≈θθ故:y u t d d d d =θ相邻液层之间所产生的切应力与剪切变形速度成正比ty u d d d d θτ=∝所以,液体的粘滞性可视为液体抵抗剪切变形的特性，剪切变形越大，所产生内摩擦力越大，对相对运动液层抵抗越大。
1.μ—动力粘度（动力粘滞系数），反映了粘性的强弱，与液体种类有关。
液体粘滞系数的测定实验报告
一、实验目的1. 理解液体粘滞系数的概念及其物理意义；2. 掌握使用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法；3. 学会运用斯托克斯公式进行计算；4. 提高实验操作技能和数据处理的准确性。
二、实验原理液体粘滞系数是指液体在流动过程中，分子之间相互作用的内摩擦系数。
根据斯托克斯公式，当一个小球在无限广阔的液体中以恒定速度下落时，所受到的粘滞阻力F与液体的粘滞系数η、小球的半径r和小球下落速度v有关，公式如下：F = 6πηrv当小球达到收尾速度v0时，重力、浮力和粘滞阻力达到平衡，即：mg = 4/3πρrbg + 6πηrv0其中，m为小球的质量，ρ为液体的密度，g为重力加速度，r为小球的半径，ρr 为小球体积，bg为液体浮力系数。
通过测量小球在液体中下落的时间t和距离L，可计算出小球的收尾速度v0，进而求得液体的粘滞系数η。
三、实验仪器1. 落球法液体粘滞系数测定仪：包括油筒、计时器、电磁铁等；2. 游标卡尺：用于测量小球直径；3. 温度计：用于测量液体温度；4. 秒表：用于测量小球下落时间；5. 量筒：用于盛放待测液体。
四、实验步骤1. 将待测液体倒入油筒中，确保油筒内液体高度适中；2. 用游标卡尺测量小球的直径，重复测量3次，取平均值；3. 将小球置于电磁铁上，确保小球位于油筒中心；4. 启动计时器，释放小球，记录小球通过特定距离L所需时间t；5. 重复步骤4，至少测量3次，取平均值；6. 用温度计测量液体温度；7. 计算小球的收尾速度v0和液体的粘滞系数η。
五、实验数据及结果实验数据：小球直径d = 2.00 cm（平均值）下落时间t = 3.00 s（平均值）液体温度T = 25.0℃实验结果：小球的收尾速度v0 = 0.25 m/s液体的粘滞系数η = 0.85 Pa·s六、实验分析1. 通过本次实验，我们成功测定了液体的粘滞系数，验证了斯托克斯公式的正确性；2. 在实验过程中，注意了油筒内液体高度、小球直径和温度的测量精度，确保了实验结果的准确性；3. 通过多次测量和计算，提高了实验数据的可靠性。
水的运动粘滞系数随温度变化的经验公式
水的运动粘滞系数随温度变化的经验公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：水的运动粘滞系数是描述水在运动过程中阻力大小的物理量，而这一属性会随着水的温度变化而有所不同。
在日常生活中，我们经常可以观察到水的不同温度会导致其具有不同的流动性质，这是由于水的分子在不同温度下运动方式的变化所致。
研究水的运动粘滞系数随温度变化的规律具有一定的重要性。
我们需要了解一下水的运动粘滞系数的定义。
运动粘滞系数是衡量一种流体在单位时间内通过单位横截面积在单位长度上的流动速度梯度产生的剪切应力的大小的物理量。
对于水而言，其运动粘滞系数是一个重要的物理指标，它不仅在实际生产中有重要应用，同时也对科学研究有一定的指导意义。
在讨论水的运动粘滞系数随温度变化的规律时，我们首先需要了解水的性质随温度的变化规律。
一般来说，随着温度的升高，水的分子将会具有更大的平均动能，运动速度将增加，分子之间的作用力也会减弱，这导致了水的黏度随温度升高而减小。
这是由于在较高温度下，水分子之间的相互作用力受到热运动的影响而减弱，分子之间的距离增大，导致流体的内部摩擦减小，流动性增加。
在实验数据的基础上，我们可以尝试拟合出水的运动粘滞系数与温度的关系的经验公式。
一般而言，水的运动粘滞系数与温度之间可以用指数函数的形式来进行拟合。
根据已有的研究数据，可以得到如下经验公式：μ = A*exp(B/T)μ代表水的运动粘滞系数，A和B为待定系数，T代表水的温度。
这一经验公式可以较好地描述水的运动粘滞系数随温度变化的规律，为后续研究提供了重要的参考依据。
水的运动粘滞系数随温度变化的规律是一个重要的研究课题。
通过实验数据和经验公式的拟合，我们可以更好地理解水的运动特性，并为工程应用提供相关的参考依据。
对于水的运动粘滞系数的研究也有助于科学家们更加深入地理解流体力学的基本规律，推动相关领域的研究不断取得新的突破和进展。
希望本文能够为读者对水的运动粘滞系数随温度变化这一问题有更深入的了解和认识。
水力学模拟题库带答案(精选)
1. 下列物理量中，有量纲的数为（ ）a) A ．佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数λ b) C ．渗流系数k D. 堰流流量系数m 2. 缓坡明渠中的均匀流是（ ）a) A ．缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流 3. 管流的负压区是指测压管水头线（ ）A 在基准面以下的部分 B. 在下游自由水面以下的部分 C ． 在管轴线以下的部分 D. 在基准面以上的部分4. 有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i 1>i 2，则其均匀流水深h 1和h 2的关系为（ ）A ．h 1>h 2 B. h 1<h 2 C. h 1=h 2 D. 无法确定 5. 对于并联长管道，每根管道的（ ）相等。
A ．流量 B. 切应力 C. 沿程水头损失 D. 水力坡度 6. 平衡液体的等压面必为（ ）A ．水平面 B. 斜平面 C. 旋转抛物面 D. 与质量力正交的面 7. 理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时， （ ）A 整个流场内各点的总水头)2//(2g u p z ++γ相等B 只有位于同一流线上的点，总水头)2//(2g u p z ++γ相等C 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程减小D 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程增加8. 有一溢流堰，堰顶厚度为2m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于（ ）A ．薄壁堰流 B. 宽顶堰流 C. 实用堰流 D. 明渠水流 9. 同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（ ）A ．增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定10. 一段直径不变管道的流速从2m/s 增加到4m/s 时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水损失是原来的（ ）倍A ．1 B.2 C. 2 D. 41．有一明渠均匀流，通过流量s m Q /553=，底坡0004.0=i ，则其流量模数K = . 2．水泵进口真空计的读数为2/5.24m KN p k =，则该处的相对压强水头为 m3．矩形断面渠道，水深h=1m ，单宽流量s m q /13=,则该水流的佛汝德数Fr = 。
实验三液体粘滞系数的测定
实验三液体粘滞系数的测定方法一：用乌式粘度计测定酒精的粘滞系数[实验目的]1．1．进一步巩固和理解粘滞系数的概念。
2．2．学会一种测定粘滞系数的方法。
[实验器材]粘度计、铁架台、秒表、温度计、打气球、玻璃缸、蒸馏水、酒精、量杯。
[仪器描述]如图3-1所示，粘度计是由三根彼此相通的玻璃管A 、B 、C 构成。
A 管经一胶皮管与一打气球相连，A 管底部有一大玻璃泡，称为贮液泡；B 管称为测量管，B 管中部有一根毛细管，毛细管上有一大和一小两个玻璃泡，在大泡的上下端分别有刻线N 、N ′；C 管称为移液管，C 管上端有一乳胶管，为的是在C 管处设置夹子。
整个实验是在装满水的玻璃缸中进行。
[实验原理]一切实际液体都具有一定的“粘滞性”，当液体流动时，由于粘滞性的存在，不同的液层有不同的流速v （如图3-2），流速大的一层对流速小的一层施以拉力，流速小的一层对流速大的一层施以阻力，因而各层之间就有内磨擦力的产生，实验表明，内磨擦力的大小与相邻两层的接触面积S 及速度梯度dv /dy 成正比，即F·y vd d ·S式中的比例系数叫做粘滞系数，又叫内磨擦系数。
不同的液体具有不同的粘滞系数。
一般情况下，液体的值随温度的升高而减少。
在国际单位制中，的单位为帕·秒（Pa ·s ）。
图3- 2速度梯度当粘滞液体在细管中作稳恒流动时，若管的半径为R ，管长为L ，细管两端的压强差为ΔP 1 ，液体的粘滞系数为1，则在时间t 1内液体流经细管的体积V 可依泊肃叶公式求出：11148t P LRV（3-1）同理，对于同一细管，若换用另一种粘滞系数为2的液体，并假设这时细管两端的压强差为ΔP 2，体积仍为V 的液体流经细管所需时间为t 2，则有：22248t P LR V（3-2）由（3-1）式和（3-2）式得111222t tP P （3-3）如果实验时把细管铅垂方向放置，则压强差是由重力引起的，于是121212hg h g P P （3-4）此处1及2是两种不同液体的密度，将（3-4）式代入（3-3）式，得111222t t （3-5）可见，如果一种液体的粘滞系数1为已知，且两种液体的密度1及2可查表得到，则只要测出两种液体流经同一细管的时间t 1和t 2，即可根据（3-5）式算出被测液体的粘滞系数2.本实验是已知水的1值，求待测酒精的2值。
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( z1
p1
g
)
(z2
p2 )
g
l
A
0 g
11
为 有
因断面1-1及2-2的流速水头相等，则能量方程
( z1
p1
g
)
(z2
p2
g
)
hf
hf
l 0 A g
l 0 R g
因 hf J 故上式可写成 0 gRJ
l
上式就是均匀流沿程水头损失与切应力的关系式。 在均匀流中任意取一流束按上述同样方法可求得：
5
1、过水断面的面积 A
过水断面的面积可根据其形状计算，是反映横向轮廓 的重要因素之一。但仅靠过水断面面积尚不足表征过水断 面几何形状和大小对水流的影响。例如，两个过水断面面 积相同的断面，一个正方形，一个是扁长方形。显然，后 者对水流运动的阻力大，水头损失要大。
原因：扁长方形明渠中液流与固体边界接触周界长。 即使通过相同的流量，面积较小的过水断面，液流通过的 流速较大，水流的阻力及水头损失也大。
层流 θ1 = 45° m= 1
可见，欲求出水头损失，必须先判断流态。
21
二、流态的判别
v v 线段AB，
，液流为层流 k
线段CE， v v，k 液流为紊流
线段BC,
，层流紊流过渡区
vk v vk
22
雷诺发现，判断层流和紊流的临界流速与液体 密度、动力粘性系数、管径关系密切，提出液流型 态可用下列无量纲数判断
gR'J 12
二、切应力的分布规律
τ＝g R' J
τ
0＝g
hf l
gRJ
τ ＝ R'
τ0 R
13
τ 0＝g
hf l
gRJ
因此，切应力分布和水力坡度即水头损失有关，欲求 水头损失，必须先知道边壁切应力，或者说，欲求切应力， 需先知道水头损失。下面分析液流阻力问题。
14
三、沿程水头损失的计算公式
Re ρ vd vd
式中，Re 为雷诺数，无量纲数。
23
液流型态开始转变时的雷诺数叫做临界雷诺数
下临界雷诺数
Re k
ρ
vkd μ
上临界雷诺数
ρ Rek'
vk' d μ
上临界雷诺数变化较大，实用上采用下临界雷诺数判断流 态。下临界雷诺数的值随边界条件的不同而不同。
24
管道 Re k 2000
许多水力学家通过实验研究发现： τ0 与断面平均流速v 、水力半径R 、液体的密度 ρ、液体的动力粘滞系数μ、粗糙表面的凸起高度Δ有 关，写成函数表达式为：
＝f（R, v, , , ) 0
15
计算水头损失的通用公式——达西公式 （达西—魏斯巴赫公式 Darcy-weisbach）
hf
l v2
形式的液流：均匀流与非均匀流。
液流纵向边界包括：底坡、局部障碍、断面形状沿程
发生变化等。这些影响因素最终头损失
非均匀流渐变流: 产生沿程水头损失
非均匀急变流: 产生沿程和局部水头损失
8
3-3 均匀流沿程水头损失与切应力的关系
一、关系式的推导
在管道或明渠均匀流中，任意取出一段总流来分析，作
3.1 水头损失及其分类
一、 水流阻力与水头损失 理想液体的运动是没有能量损失的，而实
际液体在流动的中为什么会产生水头?
1
二、水头损失的分类
水头损失（依据边界条件以及作用范围）
hw
沿程损失 hf 局部损失 hj
2
沿程水头损失hf
固体边界沿程不变或变化缓慢时，单位重量的液 体从一个断面流至另一个断面时的机械能损失，称为 沿程水头损失。
17
一、雷诺试验 1、试验装置
18
2、试验过程
19
3、试验结果 上述试验过程表明： 同一种液体在同一管道中流动，当液体运动速 度不同时，液体可能有两种不同的流动型态— —层流、紊流。
20
紊流
lg hf lg k m lg v hf kv m
m tan
θ2 = 60.3~63.4° m = 1.75~2.00
用在该总流段上有下列各力。
1、动水压力
1-1断面 FP1 Ap1
2-2断面 FP2 Ap2
9
10
2、重力——重力: G gAl
3、摩擦阻力
F l 0
因为均匀流没有加速度，所以
FP1 FP2 G sin F 0
即 Ap1 Ap2 gAl sin a l 0 0
将 sin a z1 z2 代入上式，各项用 gA 除之，整理后 l
4
3-2 液流边界几何条件对水头损失的影响
产生水头损失的根源是实际液体本身具有粘滞性， 而固体边界的几何条件（轮廓形状和大小）对水 头损失 也有很大的影响。
一、液流边界横向轮廓的形状和大小对水头损失 的影响
横向轮廓的形状和大小可用过水断面的水力要素来表征 ，如过水断面的面积A、湿周 及力半径R等。
d 2
R A 4 d
d
d 4
Re vd
Re > Rek 紊流 Re <Rek 层流
25
例3-1 有一圆形水管，其直径d为100mm，管中水流 的平均流速υ为1.0m/s，水温为100C，试判别管中水流的 型态。
解 ： 当 水 温 为 100C 时 查 得 水 的 运 动 粘 滞 系 数 v ＝ 0.0131cm2/s，管中水流的雷诺数
沿程水头损失随沿程长度增加而增加。即
hf ∝ 流程 s
3
局部水头损失hj
当液体运动时，由于局部边界形状和大小 的改变、局部障碍，液体产生漩涡，使得液 体在局部范围内产生了较大的能量损失，这 种能量损失称作局部水头损失。
从水流分类的角度来说，沿程损失可以理解 为均匀流和渐变流情况下的水头损失，而局部损 失则可理解为急变流情况下的水头损失。
4R 2g
对于圆管，则 h l v 2
f d 2g
可见，欲求出水头损失，必须已知沿程阻力系数λ 的变化规律。 而沿程阻力系数的变化规律与液流型态密 切相关。
16
3-4 液体运动的两种型态
1885 年雷诺通过实验揭示了液流运动的两种型态： （1） 实际液体运动中存在两种不同型态： 层流和紊流 （2）液流型态不同，水头损失的变化规律不同。
Re d 10010 7600 2000 0.0131
6
2、 湿周χ 液流过水断面与固体边界接触的周界线，是过水
断面的重要的水力要素之一。其值越大，对水流的阻 力越大，水头损失越大。
两个过水断面的湿周相同，形状不同，过水断面 面积一般不相同，水头损失也就不同。
因此，仅靠湿周也不能表征断面几何形状的影响。
7
二、液流边界纵向轮廓对水头损失的影响 ——因边界纵向轮廓的不同，可有两种不同