黏性流體粘性產(chǎn)生的原因

兩板間的流體可以看作分成了無(wú)數(shù)個(gè)平行于平板的流體層，層與層之間存在著速度差。 由于流體分子間存在吸引力，速度較快的流體層會(huì)拖著慢層向前運(yùn)動(dòng)。 速度較快的流體層中的流體，其在x方向的動(dòng)量也大，該層流體分子中的一部分由于無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)進(jìn)入速度較慢的流體層，通過(guò)碰撞將動(dòng)量傳遞給后者，使其產(chǎn)生一個(gè)加速力。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)較慢的流體層亦有同樣數(shù)量分子進(jìn)入運(yùn)動(dòng)較快的流體層，而對(duì)后者產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向相反的減速力。 這種傳遞一層一層進(jìn)行，直至壁面。流體向壁面?zhèn)鬟f動(dòng)量的結(jié)果是產(chǎn)生了壁面處的摩擦力。

黏度μ： 又稱動(dòng)力粘度、絕對(duì)粘度、動(dòng)力粘性系數(shù)，是反映流體粘滯性大小的系數(shù)，單位：N·s/m2（ Pa.s ）。

v運(yùn)動(dòng)粘度n：v=μ/ρ ，又稱相對(duì)粘度、運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)。單位： m2/s 2100433B

黏性流是黏性不可忽略的流體。實(shí)際流體都是有黏性的，不過(guò)有的大（如甘油、油漆、蜂蜜），有的?。ㄈ缢?、空氣）。流層間阻礙流體相對(duì)錯(cuò)動(dòng)（變形）趨勢(shì)的能力稱為流體的黏性。

假設(shè)有一股直勻流（速度均一，方向和大小不變），順著流動(dòng)方向放置一塊無(wú)限薄的平板，流體的實(shí)際速度分布就變?yōu)橛覉D所示。流體在沒有流到平板以前速度原是均一的，一流到平板上，直接貼著平板的那層流體速度降為零（即滿足物面無(wú)滑移條件）；沿著法線向外，流體速度逐漸由零變大（即存在速度梯度），直到離平板相當(dāng)遠(yuǎn)的地方流速才和原來(lái)沒有顯著差別。

生活中，比如河里的流水，靠岸處的水流就比河中心的水流慢些。

也稱牛頓黏滯定律，是描述流體中黏性現(xiàn)象的宏觀規(guī)律。黏性也稱黏滯，是指流體中由于存在定向運(yùn)動(dòng)速度的不平均性時(shí)，在流體中出現(xiàn)一種使流動(dòng)較快的流體受到減速力，流動(dòng)較慢的流體受到加速力的現(xiàn)象（即內(nèi)摩擦現(xiàn)象）。這種減速力及加速力統(tǒng)稱為黏性力（或黏滯力、內(nèi)摩擦力）。牛頓黏性定律可表述為：當(dāng)流體的流動(dòng)為層流時(shí)，則在層與層之間所作用的黏性力f分別與流體中定向運(yùn)動(dòng)的速度梯度du/dz及與流動(dòng)方向切向面積A成正比的關(guān)系，其比例系數(shù)η稱為黏度或黏性系數(shù)，即 η的單位是N·m-2·s，也有用泊（poise）為單位的，1泊（P）=10-1kg·m-1·s-1。

中文名稱：黏性定律

英文名稱：Law of viscosity

定義及摘要：

黏性定律

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設(shè)有上下兩塊平行放置的平板，其中下面一塊靜止不動(dòng)，而上面一塊則沿水平方向向右勻速移動(dòng)，如右圖所示。如果在該水平兩板之間有流體存在，當(dāng)流體作整體運(yùn)動(dòng)，并且各層流體的運(yùn)動(dòng)速度不同時(shí)，各層流體之間就存在摩擦作用，通常稱為流體的內(nèi)摩擦，或者流體的黏滯性。

假設(shè)在任意高度處，選擇一平面S-S，將流體分為上下兩層，上層流體運(yùn)動(dòng)較快，下層流體運(yùn)動(dòng)較慢。由于流體的黏滯性，則在平面S-S上就存在黏性力P。該力對(duì)于上層流體來(lái)說(shuō)是一個(gè)阻力，方向向左；而對(duì)于下層流體來(lái)說(shuō)則相反，為一個(gè)動(dòng)力，方向向右。如果S-S平面上流體的流速為

其中，A為S-S平面的面積；

由此可見，黏性力與面積和速度梯度成正比。