流体的主要物理性质页PPT文档
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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
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
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
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
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
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：
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
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。
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。
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）。
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 本百度文库小结
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。
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。
量交换频繁，所以 值增加。
第四节 粘度
3、牛顿内摩擦定律
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。
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
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
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
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
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
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：
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
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。
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。
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）。
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 本百度文库小结
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。
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。
量交换频繁，所以 值增加。
第四节 粘度
3、牛顿内摩擦定律
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。