流体的主要物理性质页PPT文档
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流体主要物性 PPT
0.0731 o E
0.0631 oE
(cm2
/
s)
0E 无单位,当其>2时,用上式将恩氏粘度0E 直接转换为运动粘度
例：汽缸内壁的直径D=12cm，活塞的直径d=11.96cm，活塞长度 L=14cm，活塞往复运动的速度为1m/s，润滑油的μ =0.1Pa·s。
求作用在活塞上的粘性力。
解： T A dv
粘度
液体
气体
掌握两种粘度的单
位计量方式(P6)
o
温气度 体
4)粘度的测量方法
法1: 用粘度计直接测量得出：(绝对粘度 , )
毛细管粘度计、旋转粘度计
法2: 用恩氏粘度计测出相对粘度(恩氏粘度 0E ),
然后用经验公式转换为运动粘度.
恩氏粘度计测定
o E t1 t2
200ml被测液体从恩氏粘度计流出的时间 200ml，20度的纯水从恩氏粘度计流出的时间50s
t
1 V
V T
(oC 1)
• 注意：
• (a)严格地说，不存在完全不可压缩的流体。 • (b)一般情况下的液体都可视为不可压缩流体
（发生水击时除外）。 • (c)对于气体，当所受压强变化相对较小时，
可视为不可压缩流体。 • (d)管路中压降较大时，应作为可压缩流体。
5.流体的粘滞性
1)粘性：在外力作用下，流体微元间出现相对运动时，随
• 直线惯性力： I ma
• 离心惯性力： R m 2r
• 这三种力都与液体质量m成正比，且都作用在质点 中心上，因而称为质量力
二、表面力（近程力）（接触力）
• 表面力指作用于流体的表面上，并与受作用的流 体表面积成正比。
流体的主要物理性质 ppt课件
10-7cm。 宏观：考虑宏观特性，在流动空间和时间上所采用的一切特征尺度和特征时
间都比分子距离和分子碰撞时间大的多。 1、定义 流体质点：又称流体微团，流体中宏观尺寸非常小而微观尺寸有足够大的任 意一个物理实体。 连续介质（Continuum Continuous Medium）：质点连续地充满所占空间的流 体或固体。
梯度成正比。即
d du dy dt
（N/m2 ，Pa）
—粘性切应力，是单位面积上的内摩擦力。 流体粘性系数μ的单位是：N.s/m2 说明：1）流体的剪应力与压强 p 无关（注意到固体摩擦力与正压力有关)。 2）流体的切应力与动力粘性系数成正比。
3）对于平衡流体du/dy=0或理想流体=0，所以不产生切应力， =0。
a.液体：内聚力是产生粘度的主要因素，当温度升高，分子间距离增大， 吸引力减小，因而使剪切变形速度所产生的切应力减小，所以
值减小。
b.气体：气体分子间距离大，内聚力很小，所以粘度主要是由气体分子 运动动量交换的结果所引起的。温度升高，分子运动加快，动 量交换频繁，所以 值增加。
第四节 粘度
PPT课件
0 、 0 ＝0 、 0 0 Const
流体。(const)
b.不可压缩流体（Incompressible Flow）：流体密度随压强变化很小， 流体的密度可视为常数的流体。 (=const)
注： a.严格地说，不存在完全不可压缩的流体。
b.一般情况下的液体都可视为不可压缩流体（发生水击时除外）。 c.对于气体，当所受压强变化相对较小时，可视为不可压缩流体。 d.管路中压降较大时，应作为可压缩流体。
第二节 流体的连续介质模型
PPT课件
2、根据流体是否具有粘性，可分为：
流体的基本性质PPT课件
利用流体的流动性，表现出多种用途。如管道输送， 供热、供冷工作介质等。 也有几种与流动有关的区别于固体的物理性质。
2
第2页/共28页
一 惯性、密度及重度
1 惯性
惯性：物体维持原有运动状态的能力的性质。
惯性力：F ma
2 密度
密度：单位体积内流体的质量。
均质流体： m 单位：kg/m3
V 非均质流体（某点的密度）：
(
/
p
)T
(
ln
p
)T
V
m/
dV
md( 1 )
V
d 2
( V /V p
)T
( lnV p
)T
dV d V
5
第5页/共28页
6
3）弹性模量
压缩系数的倒数 符号：Ev 单位：N/m2 物理意义：单位流体体积减小量所需要的压
力。
Ev1(p Nhomakorabea)T
(v
p v
)T
理解：
Ev 压缩相同的程度所需要的压力 不易压缩 Ev 压缩相同的程度所需要的压力 易压缩
大小为F，方向向左。
影响粘性力F的因素（1）粘性力的大小与接触面
积（A）成正比；（2）与上平板的速度uo成正
比，与两平板的间距δ 成反比( u0 du )；（3）
与流体的种类有关。
dy
F A du
dy
13
第13页/共28页
的引入：① 单位须一致；
② A与 du 分别相同的流体，通常获
dy
4
第4页/共28页
二 液体的压缩性和热胀性
引起流体密度变化的原因： 温度、压力 1 压缩性
流体在压力作用下，会发生体积压缩变形，同时其内部将产生一种企图恢复原状的 内力，在除去内力后能恢复原状。
2
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一 惯性、密度及重度
1 惯性
惯性：物体维持原有运动状态的能力的性质。
惯性力：F ma
2 密度
密度：单位体积内流体的质量。
均质流体： m 单位：kg/m3
V 非均质流体（某点的密度）：
(
/
p
)T
(
ln
p
)T
V
m/
dV
md( 1 )
V
d 2
( V /V p
)T
( lnV p
)T
dV d V
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6
3）弹性模量
压缩系数的倒数 符号：Ev 单位：N/m2 物理意义：单位流体体积减小量所需要的压
力。
Ev1(p Nhomakorabea)T
(v
p v
)T
理解：
Ev 压缩相同的程度所需要的压力 不易压缩 Ev 压缩相同的程度所需要的压力 易压缩
大小为F，方向向左。
影响粘性力F的因素（1）粘性力的大小与接触面
积（A）成正比；（2）与上平板的速度uo成正
比，与两平板的间距δ 成反比( u0 du )；（3）
与流体的种类有关。
dy
F A du
dy
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的引入：① 单位须一致；
② A与 du 分别相同的流体，通常获
dy
4
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二 液体的压缩性和热胀性
引起流体密度变化的原因： 温度、压力 1 压缩性
流体在压力作用下，会发生体积压缩变形，同时其内部将产生一种企图恢复原状的 内力，在除去内力后能恢复原状。
第1章流体力学基本知识-PPT精品
ρ1u1dω1dt＝ρ2u2dω2dt 或 ρ1u1dω1＝ρ2u2dω2
从元流推广到总流，得：
1u1d1 2u2d2
1
2
由于过流断面上密度ρ为常数，以
带入上式，得：
ρ1Q1 ＝ρ2 Q2 Q＝ωv
ρ1ω1v 1＝ρ2ω2v 2
（1－11） （1－11a）
单位时间内通过过流断面dω的液体体积为 udω ＝dQ
4.流量：单位时间内通过某一过流断面的流体 体积。一般流量指的是体积流量，单位是 m3/s或L/s。
5.断面平均流速：断面上各点流速的平均值。 通过过流断面的流量为
Qvud
断面平均流速为：
v
ud
Q
建筑设备工程
第一章 流体力学基本知识 第1节 流体的主要物理性质 第2节 流体静压强及其分布规律 第3节 流体运动的基本知识 第4节 流动阻力和水头损失 第5节 孔口、管嘴出流及两相流体简介
本章介绍流体静力学，流体动力学，流体运动 的基本知识，流体阻力和能量损失，通过本章 的学习可以对流体力学有一个大概的了解，但 讲到的内容是很基础的。
确定流体等压面的方法，有三个条件：
必须在静止状态；在同一种流体中； 而且为连续液体。
2.分析静止液体中压强分布：
静止液体中压强分布
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 上表面压力
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 下底面的静水压力
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 柱体重力
静压。 rv2/2g－－工程上称动压。
p12vg12 p22vg22h12
p ＋ rv2/2g－－过流断面的静压与动 压之和，工程上称全压。
从元流推广到总流，得：
1u1d1 2u2d2
1
2
由于过流断面上密度ρ为常数，以
带入上式，得：
ρ1Q1 ＝ρ2 Q2 Q＝ωv
ρ1ω1v 1＝ρ2ω2v 2
（1－11） （1－11a）
单位时间内通过过流断面dω的液体体积为 udω ＝dQ
4.流量：单位时间内通过某一过流断面的流体 体积。一般流量指的是体积流量，单位是 m3/s或L/s。
5.断面平均流速：断面上各点流速的平均值。 通过过流断面的流量为
Qvud
断面平均流速为：
v
ud
Q
建筑设备工程
第一章 流体力学基本知识 第1节 流体的主要物理性质 第2节 流体静压强及其分布规律 第3节 流体运动的基本知识 第4节 流动阻力和水头损失 第5节 孔口、管嘴出流及两相流体简介
本章介绍流体静力学，流体动力学，流体运动 的基本知识，流体阻力和能量损失，通过本章 的学习可以对流体力学有一个大概的了解，但 讲到的内容是很基础的。
确定流体等压面的方法，有三个条件：
必须在静止状态；在同一种流体中； 而且为连续液体。
2.分析静止液体中压强分布：
静止液体中压强分布
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 上表面压力
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 下底面的静水压力
分析铅直小圆柱体，作用于轴向的外力有： 柱体重力
静压。 rv2/2g－－工程上称动压。
p12vg12 p22vg22h12
p ＋ rv2/2g－－过流断面的静压与动 压之和，工程上称全压。
第1章流体的主要物理性质.ppt
↓
↑
作业: P13
参考答案
3、5、6
3. ν=5.9×10-6 m2/s 5. τ=0.61 N/m2 6. μ1=0.967Pa.s, μ2=1.933 Pa.s
↓
2 ( m / s )
（ 1.13 ）
-运动粘度 m2/s。又称“动量扩散系数”。
↓
↑
3. 恩氏粘度 是一种相对粘度，仅适用于液体，便于测定。 测定方法：将200mL的待测液体装入恩氏粘度计中， 测定它在某一温度下通过底部Φ 2.8mm标准小孔口流 尽所需时间t1,再将200mL的蒸馏水加入同一恩氏粘 度计中，在20℃标准温度下，测出其流尽所需时间 t2，时间t1 与t2的比值就是该液体在该温度下的恩 氏粘度，即
0
t E 1 t 2
（ 1.14 ）
与ν的换算关系
G dG i m A l V 0 V dV
↓
↑
1.4.4 影响粘度的因素：
1、物质种类；
气体： T ; 2 、温度 液体： T .
例子：
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
Байду номын сангаас
非牛顿流体
牛顿流体（newtonian fluids）：是指 任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈 线性函数关系的流体，即遵循牛顿内摩 擦定律的流体称为牛顿流体。
理想气体状态方程 ：pv=RT v－比体积
↑
当气体温度不变 当气体压力不变
R－气体常数，空气气体常数＝ 287N·m/(kg· K) G
V
3 ( N /m )
yx d
( Pa s )
↑
作业: P13
参考答案
3、5、6
3. ν=5.9×10-6 m2/s 5. τ=0.61 N/m2 6. μ1=0.967Pa.s, μ2=1.933 Pa.s
↓
2 ( m / s )
（ 1.13 ）
-运动粘度 m2/s。又称“动量扩散系数”。
↓
↑
3. 恩氏粘度 是一种相对粘度，仅适用于液体，便于测定。 测定方法：将200mL的待测液体装入恩氏粘度计中， 测定它在某一温度下通过底部Φ 2.8mm标准小孔口流 尽所需时间t1,再将200mL的蒸馏水加入同一恩氏粘 度计中，在20℃标准温度下，测出其流尽所需时间 t2，时间t1 与t2的比值就是该液体在该温度下的恩 氏粘度，即
0
t E 1 t 2
（ 1.14 ）
与ν的换算关系
G dG i m A l V 0 V dV
↓
↑
1.4.4 影响粘度的因素：
1、物质种类；
气体： T ; 2 、温度 液体： T .
例子：
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
Байду номын сангаас
非牛顿流体
牛顿流体（newtonian fluids）：是指 任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈 线性函数关系的流体，即遵循牛顿内摩 擦定律的流体称为牛顿流体。
理想气体状态方程 ：pv=RT v－比体积
↑
当气体温度不变 当气体压力不变
R－气体常数，空气气体常数＝ 287N·m/(kg· K) G
V
3 ( N /m )
yx d
( Pa s )
《流体力学》PPT课件
h
3
流体力学的基础理论由三部分组成: 一是流体处于平衡状态时，各种作用在流体上的力之间关系
的理论，称为流体静力学； 二是流体处于流动状态时，作用在流体上的力和流动之间关
系的理论，称为流体动力学； 三是气体处于高速流动状态时，气体的运动规律的理论，称
为气体动力学。 工程流体力学的研究范畴是将流体流动作为宏观机械运动进
温度 t （℃）
20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 -257 -195 20
密度
（ kg/m3） 998
1026 1149
789 895 1588 1335 1258 678 808 850-958 918
72 1206 13555
相对密度 d
1.00 1.03 1.15 0.79 0.90 1.59 1.34 1.26 0.68 0.81 0.85-0.93 0.92 0.072 1.21 13.58
动 力 黏 度 104
（ P a·s） 10.1 10.6 — 11.6 6.5 9.7 —
14900 2.9
19.2 72 —
0.21 2.8
15.6
2021/1/10
h
14
表1-2
在标准大气压和20℃常用气体性质
气体
空
气
二氧化碳
一氧化碳
氦
氢
密度
（ kg/m3） 1.205 1.84 1.16
h
1
第一节 流体力学的研究对象和任务
目
第二节 流体的主要物理性质
录
第三节 流体的静压强及其分布规律
第四节 流体运动的基本知识
第五节 流动阻力和水头损失
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2.2 流体的密度、重度、比体积与相对密度
• 流体具有质量和重量，流体的密度、重度、比体积
与二、相物质对的物密理属度性比是较 流体最基本的物理量。
• 单位体积的流体所具有的质量称为密度，以ρ表 因此与上平板相接触的一层流体将以速度 0随上板一起向右运动，而紧贴下板的一层流体将和下板一样 静止不动。
相对变化率，即
❖
1 V
V T
(2-9)
❖ 式中 α——体积膨胀系数（1/K）
❖
V——流体的体积（m3）
在常温常压下，物质可以分为固体、液体和气体 三种聚集状态。它们都具有下列物质的三个基本属 性：（1）由大量分子组成，
（2）分子不断地作随机热运动， （3）分子与分子之间有相互作用力。 I 从宏观上看同体积内所包含的分子数目：
气体<液体<固体
II 同样分子间距上的分子相互作用力： 气体<液体<固体
气体分子的运动具有较大的自由程和随机性，液体 次之，而固体分子只能绕自身的位置作微小的振动 III 固体、液体和气体宏观的表象差异
• γ = G /V (2-2) (2-14) 气体分子间距较大，内聚力较小，但分子运动较剧烈，粘性主要来源于流层间分子的动量交换。
•式中 G——流体的所受的重力（N） 究流体平衡和运动的问题，这就是连续介质假设的 体所占有的体积(m3)
❖ 流体的密度和重度有以下的关系：
三、连续介质假设
• 流体质点：包含有大量流体分子，并能保持其宏 观力学性能的微小单元体。
• 连续介质的概念：在流体力学中，把流体质点作 为最小的研究对象，从而把流体看成是由无数连 续分布、彼此无间隙地占有整个流体空间的流体 质点所组成的介质
• 连续介质模型的意义： （1）、流体质点在微观上是充分大的，而在宏观上 又是充分小的。流体质点在它所在的空间就是一个 空间点。当我们所研究的对象是比粒子结构尺度大 得多的流动现象时，就可以利用连续介质模型。 （2）、流体宏观物理量是空间点及时间的函数，这 样就可以顺利地运用连续函数和场论等数学工具研 究流体平衡和运动的问题，这就是连续介质假设的
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第四节 粘度
牛顿平板实验与内摩擦 定律
设板间的y向流速呈直线分布，即：
u(y)U Y y
y
U
Y
dy
ab cd
F u+du u
y
du
则
du U
dy Y
o x
实验表明，对于大多数流体满足：
F
AU Y
A
F
引入动力粘性系数，则得牛顿内 摩擦 定律
F AU Ydduy
切应力 分布
式中：流速梯度
二、饱和蒸汽压（汽化压强）
汽化压强（Evaporation Pressure）：是指在液体中，汽化和凝结同时
存在，当这两个过程达到动态平衡时，即气体分子返回到液体表面的速率 与液面上的液体分子散逸到空间的速率相等时，宏观的汽化现象停止，此 时的液体压强称为汽化压强（或饱和蒸汽压）。
2、粘度 （1）定义 流体的粘度：粘性大小由粘度来量度。流体的粘度是由流动流体的
内聚力和分子的动量交换所引起的。
第四节 粘度
（2）分类 动力粘性系数：又称绝对粘度、动力粘度、粘度，是反映流体粘滞性
大小的系数，单位：N•s/m2 。
运动粘度：又称相对粘度，运动粘性系数。
(m2/s)
水的运动粘度 通常可用经验公式计算：
d du
dt dy
udt (u+du)dt d c d' c'
d
则
dd
u d
y dt
a b a' b'
说明：流体的切应力与剪切变形速率，或角变形率成正比。
第四节 粘度
二、牛顿流体、非牛顿流体 牛顿流体（Newtonian Fluids）：是指任一点上的剪应力都同剪切变
形速率呈线性函数关系的流体，即遵循牛顿内摩擦定律的流体称为牛 顿流体。
5、理想流体： 0=0，=0
第四节 粘度
流 体分 类
流体类别 理想流体
定义
0
( du )n dy
无 粘 性 及 0 、0＝0
完全不可压
实例
缩的流体的
一种假想流
体
实际流体
牛顿流体
有粘性、可 满足牛顿内摩擦定律 水、空气、汽油、煤油、
压缩的流体 0＝0
、 0
n1 、
甲苯、乙醇等
du dy
代表液体微团的剪切
变形速率。线性变化时，即
du dy
u y
；
非线性变化时，du 即是u对y求导。 dy
图1.2牛顿平板实验
牛顿平板实验与内摩擦 定律
证明：在两平板间取一方形质点，高度为dy，dt时间后，质点微团从abcd
运动到a′ b′c′d′ 。
由图得： dtg(d)dduydt
第四节 粘度
第五节 表面张力
一、内聚力、附着力、表面张力
内聚力（Cohesive Force）：是分子间的相互吸引力。 附着力（Adhesion）：是指两种不同物质接触部分的相互吸引力。 表面张力（Surface Tension）：液体表面由于分子引力不均衡而产
生的沿表面作用于任一界线上的张力。
表面张力系数：是指自由液面上单位长度所受到的表面张力。单位
h2d9.8(mm)
对于水银有： =140°， =0.514N/m
h10d.15(mm)
第五节 表面张力
rh
水
r
h
水银
第六节 汽化压强
一、汽化、凝结
汽化（Evaporation）：是指液体分子逸出液面向空间扩散的过程，即液
态变为气态的现象。 汽化的逆过程称为凝结（Condensation）。
第一章 流体的主要物理性质
第四节 粘度 一、粘度与牛顿内摩擦定律 二、牛顿流体、非牛顿流体 三、液流能量损失
第五节 表面张力
一、内聚力、附着力、表面张力 二、毛细现象 三、毛细作用的计算
第六节 汽化压强 本章小结
第四节 粘 度
一、粘度与牛顿内摩擦定律
1、粘性 粘性：即在运动的状态下，流体所产生的抵抗剪切变形的性质。
量交换频繁，所以 值增擦定律
牛顿内摩擦定律： 液体运动时，相邻液层间所产生的切应力与剪切变
形的速率成正比。即
du d
dy
dt （N/m2 ，Pa）
—粘性切应力，是单位面积上的内摩擦力。 说明：1）流体的切应力与剪切变形速率，或角变形率成正比。
——区别于固体的重要特性。固体的切应力与角变形的大小 成正比。 2）流体的切应力与动力粘性系数成正比。 3）对于平衡流体du/dy=0或理想流体=0，所以不产生切应力， =0。
非牛顿流体：不符合上述条件的均称为非牛顿流体。
弹 1
宾汉型塑性流体
性
假(伪)塑性流体
体
0
2
牛顿流体
3 膨胀性流体 流体
4
理想流体 5 du dy
0(dduy)n
1、宾汉型流体： 00，n=1,=Const 2、假(伪)塑性流体： 0=0，n<1
3、牛顿流体： 0=0，n=1,=Const 4、膨胀流体： 0=0，n>1
3）温度。是影响粘度的主要因素。当温度升高时，液体的粘度 减小，气体的粘度增加。
a.液体：内聚力是产生粘度的主要因素，当温度升高，分子间距离增大， 吸引力减小，因而使剪切变形速度所产生的切应力减小，所以
值减小。
b.气体：气体分子间距离大，内聚力很小，所以粘度主要是由气体分子 运动动量交换的结果所引起的。温度升高，分子运动加快，动
非 牛 宾汉型塑性 0
0 0 、 Const 、 牙膏、泥浆、血浆等
n1
顿 流 流体
体 假塑性流体
0＝0 、 0 、n 1 橡胶、油漆、尼龙等
膨胀性流体
0＝0 、 0 、n 1 生面团、浓淀粉糊
第四节 粘度
三、液流能量损失
流体流动过程中内摩擦力作功而不断消耗液流的机械能转化为热能而散 逸， 这种液流的机械能消耗称为液流能量损失。
为N/m。
第五节 表面张力
二、毛细现象
毛细现象（Capillarity Phenomena）：是指含有细微缝隙的物体与液
体接触时，在浸润情况下液体沿缝隙上升或渗入、在不浸润情况下液 体沿缝隙下降的现象。
第五节 表面张力
rh
水
三、毛细作用的计算
毛细高度：
h
2cos r
对于水有： =0°， =0.074N/m
0.01775 10.033t70.0002t221
(cm2/s)
（3）粘度的影响因素
流体粘度的数值随流体种类不同而不同，并随压强、温度变化而变化。
1）流体种类。一般地，相同条件下，液体的粘度大于气体的粘度。
第四节 粘度
2）压强。对常见的流体，如水、气体等， 值随压强的变化不 大，一般可忽略不计。
牛顿平板实验与内摩擦 定律
设板间的y向流速呈直线分布，即：
u(y)U Y y
y
U
Y
dy
ab cd
F u+du u
y
du
则
du U
dy Y
o x
实验表明，对于大多数流体满足：
F
AU Y
A
F
引入动力粘性系数，则得牛顿内 摩擦 定律
F AU Ydduy
切应力 分布
式中：流速梯度
二、饱和蒸汽压（汽化压强）
汽化压强（Evaporation Pressure）：是指在液体中，汽化和凝结同时
存在，当这两个过程达到动态平衡时，即气体分子返回到液体表面的速率 与液面上的液体分子散逸到空间的速率相等时，宏观的汽化现象停止，此 时的液体压强称为汽化压强（或饱和蒸汽压）。
2、粘度 （1）定义 流体的粘度：粘性大小由粘度来量度。流体的粘度是由流动流体的
内聚力和分子的动量交换所引起的。
第四节 粘度
（2）分类 动力粘性系数：又称绝对粘度、动力粘度、粘度，是反映流体粘滞性
大小的系数，单位：N•s/m2 。
运动粘度：又称相对粘度，运动粘性系数。
(m2/s)
水的运动粘度 通常可用经验公式计算：
d du
dt dy
udt (u+du)dt d c d' c'
d
则
dd
u d
y dt
a b a' b'
说明：流体的切应力与剪切变形速率，或角变形率成正比。
第四节 粘度
二、牛顿流体、非牛顿流体 牛顿流体（Newtonian Fluids）：是指任一点上的剪应力都同剪切变
形速率呈线性函数关系的流体，即遵循牛顿内摩擦定律的流体称为牛 顿流体。
5、理想流体： 0=0，=0
第四节 粘度
流 体分 类
流体类别 理想流体
定义
0
( du )n dy
无 粘 性 及 0 、0＝0
完全不可压
实例
缩的流体的
一种假想流
体
实际流体
牛顿流体
有粘性、可 满足牛顿内摩擦定律 水、空气、汽油、煤油、
压缩的流体 0＝0
、 0
n1 、
甲苯、乙醇等
du dy
代表液体微团的剪切
变形速率。线性变化时，即
du dy
u y
；
非线性变化时，du 即是u对y求导。 dy
图1.2牛顿平板实验
牛顿平板实验与内摩擦 定律
证明：在两平板间取一方形质点，高度为dy，dt时间后，质点微团从abcd
运动到a′ b′c′d′ 。
由图得： dtg(d)dduydt
第四节 粘度
第五节 表面张力
一、内聚力、附着力、表面张力
内聚力（Cohesive Force）：是分子间的相互吸引力。 附着力（Adhesion）：是指两种不同物质接触部分的相互吸引力。 表面张力（Surface Tension）：液体表面由于分子引力不均衡而产
生的沿表面作用于任一界线上的张力。
表面张力系数：是指自由液面上单位长度所受到的表面张力。单位
h2d9.8(mm)
对于水银有： =140°， =0.514N/m
h10d.15(mm)
第五节 表面张力
rh
水
r
h
水银
第六节 汽化压强
一、汽化、凝结
汽化（Evaporation）：是指液体分子逸出液面向空间扩散的过程，即液
态变为气态的现象。 汽化的逆过程称为凝结（Condensation）。
第一章 流体的主要物理性质
第四节 粘度 一、粘度与牛顿内摩擦定律 二、牛顿流体、非牛顿流体 三、液流能量损失
第五节 表面张力
一、内聚力、附着力、表面张力 二、毛细现象 三、毛细作用的计算
第六节 汽化压强 本章小结
第四节 粘 度
一、粘度与牛顿内摩擦定律
1、粘性 粘性：即在运动的状态下，流体所产生的抵抗剪切变形的性质。
量交换频繁，所以 值增擦定律
牛顿内摩擦定律： 液体运动时，相邻液层间所产生的切应力与剪切变
形的速率成正比。即
du d
dy
dt （N/m2 ，Pa）
—粘性切应力，是单位面积上的内摩擦力。 说明：1）流体的切应力与剪切变形速率，或角变形率成正比。
——区别于固体的重要特性。固体的切应力与角变形的大小 成正比。 2）流体的切应力与动力粘性系数成正比。 3）对于平衡流体du/dy=0或理想流体=0，所以不产生切应力， =0。
非牛顿流体：不符合上述条件的均称为非牛顿流体。
弹 1
宾汉型塑性流体
性
假(伪)塑性流体
体
0
2
牛顿流体
3 膨胀性流体 流体
4
理想流体 5 du dy
0(dduy)n
1、宾汉型流体： 00，n=1,=Const 2、假(伪)塑性流体： 0=0，n<1
3、牛顿流体： 0=0，n=1,=Const 4、膨胀流体： 0=0，n>1
3）温度。是影响粘度的主要因素。当温度升高时，液体的粘度 减小，气体的粘度增加。
a.液体：内聚力是产生粘度的主要因素，当温度升高，分子间距离增大， 吸引力减小，因而使剪切变形速度所产生的切应力减小，所以
值减小。
b.气体：气体分子间距离大，内聚力很小，所以粘度主要是由气体分子 运动动量交换的结果所引起的。温度升高，分子运动加快，动
非 牛 宾汉型塑性 0
0 0 、 Const 、 牙膏、泥浆、血浆等
n1
顿 流 流体
体 假塑性流体
0＝0 、 0 、n 1 橡胶、油漆、尼龙等
膨胀性流体
0＝0 、 0 、n 1 生面团、浓淀粉糊
第四节 粘度
三、液流能量损失
流体流动过程中内摩擦力作功而不断消耗液流的机械能转化为热能而散 逸， 这种液流的机械能消耗称为液流能量损失。
为N/m。
第五节 表面张力
二、毛细现象
毛细现象（Capillarity Phenomena）：是指含有细微缝隙的物体与液
体接触时，在浸润情况下液体沿缝隙上升或渗入、在不浸润情况下液 体沿缝隙下降的现象。
第五节 表面张力
rh
水
三、毛细作用的计算
毛细高度：
h
2cos r
对于水有： =0°， =0.074N/m
0.01775 10.033t70.0002t221
(cm2/s)
（3）粘度的影响因素
流体粘度的数值随流体种类不同而不同，并随压强、温度变化而变化。
1）流体种类。一般地，相同条件下，液体的粘度大于气体的粘度。
第四节 粘度
2）压强。对常见的流体，如水、气体等， 值随压强的变化不 大，一般可忽略不计。