[物理]第1章 流体力学.ppt

　　 　　 （3） 相对粘度 　　 相对粘度是指液体在某一测定温度下，依靠自重从恩氏粘度计的φ2.8mm测定管中流出200cm3所需时间t1与20℃时同体积蒸馏水流出时间t2的比值，用符号　 表示 　　　　　 　　　 相对粘度与运动粘度的换算关系为 　 4.粘度的影响因素 （1） 温度 温度升高液体体积膨胀，液体质点间的间距加大，内聚力减小，在宏观上体现为液体粘度的降低。一般矿物油型液压油的粘温关系如下： 式中 υ——液压油在θ℃时的运动粘度； υ40——液压油在40℃时的运动粘度； n ——指数，见下表1-3。 1.2 液体静力学 所谓液体“静”力学是指研究液体处于受力平衡状态时的力学规律的学科。 1.2.1　液体静压力及其特性 1.液体的静压力 处于受力平衡状态的液体所受到的作用在内法向方向上的应力称为液体的静压力。 2.液体静压力的特性 第一个特性：平衡液体中的应力总是沿作用面的内法线方向，即只能是压力。 第二个特性：平衡液体中某点的压力大小与作用面的方向无关。 3.压力的度量 压力的法定度量单位是Pa（1Pa=1N/m2）或MPa （1MPa=1×106Pa）。 工程中为了应用方便曾使用过的主要单位有bar（1bar≈1×105Pa）、液柱高和“大气压”。 式中ζ为短管的局部阻力系数。 设断面1-1比孔口断面2-2大很多，故1-1断面的流速相对于孔口出口流速v可忽略。列1-1和2-2断面的伯努利方程： 图1-24 短管出流 令 称为短管的流速系数，则 （1-77） 短管出流 孔口断面为A，则通过的流量为 （1-78） 短管流量系数Cd与其流速系数 相等。 把式（1-77）、（1-78）与（1-71）、（1-76）相比较可以看出短管的计算公式与薄壁孔口计算公式是完全一样的。 但短管较薄壁孔口的阻力大，因此ζ大，相应的流速系数较小。实验证明 。 返回 短管出流 （1）壁面固定的平行缝隙中的流动 图1-25 平行缝隙间的流动 图1-25表示液体在两块固定的平行壁面之间流动。设缝隙间的高度为δ，缝隙的宽度为无限大。 壁面固定的平行缝隙中的流动 在这里h的方向是由中心向固体边界，刚好与n的方向（由固体边界向外）相反。则有dn=-dh。v为液体的运动速度。 在缝隙中心处，取2h高，宽度为单位宽度，长度为l 的一层液体来分析其受力情况。 两端面沿流动方向的作用力分别为p12h及p22h，方向是指向端面的内法线方向。 在液体层的上部和下部。周围液体对它有摩擦力作用。由于周围流体比这一液体层的速度慢，因此摩擦力的作用方向为阻碍这一层液体的流动，由于是层流，故摩擦力符合液体内摩擦定理。即 壁面固定的平行缝隙中的流动 图1-25平行缝隙间的流动 液体层上下部的两个面上总的摩擦力为2×l×1×τ，方向与流动方向相反。另外在上下平面上还有正向压力作用。其方向与流动方向是垂直的。 根据连续性条件，假如两个壁面是平行的，则沿流动方向的流速是不变的，因此在水平方向加速度为零。按牛顿定理，∑Fx=0，则有 壁面固定的平行缝隙中的流动 式中，△p=p1-p2。积分前式得 （1-79） 这就是在缝隙断面上的速度分布。由式（1-79）可以看出，在平行缝隙中断面上的速度分布是抛物线。在固体边壁处v=0，在中心处速度最大， （1-80） 壁面固定的平行缝隙中的流动 通过单位宽度缝隙的流量q可用式（1-79）对面积积分求得。高度为dh宽度为l的微元面积上流速为v，则 返回 （1-81） 或 （1-82） 其断面上的平均流速为 （1-83）