牛頓流體的牛頓粘性定律牛頓粘性定律適用條件是?

2021-03-05 09:21:29 字數 5104 閱讀 8155

1樓:縱橫豎屏

牛頓內摩擦定律是對部分定常層流內摩擦力的定量計算式。滿足該定律的流體稱為牛頓流體。液體內摩擦力又稱黏性力,在液體流動時呈現的這種性質稱為黏性,度量黏性大小的物理量稱為黏度。

(牛頓粘性定律一般指牛頓內摩擦定律。)

考慮一種流體,它介於面積相等的兩塊大的平板之間,如圖1-1,這兩塊平板處處以一很小的距離分隔開,該系統原先處於靜止狀態。假設讓上面一塊平板以恆定速度v在x方向上運動。

上式說明流體在流動過程中流體層間所產生的剪應力與法向速度梯度成正比,與壓力無關。流體的這一規律與固體表面的摩擦力規律不同。

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適用條件

僅適用於層流流動,不適用於湍流流動;

僅適用於牛頓流體,不適用於非牛頓流體。

其它形式

說明:f為相鄰流體層間內摩擦力,n;

a為流體層接觸面積,㎡;

μ為與流體性質相關的比例係數,通常稱為動力黏性係數,或稱動力粘度,pa*s或kg/(m*s)。

du/dy為速度梯度。1/s

牛頓內摩擦定律又稱黏性定律。

2樓:灶灰築不成牆

2023年,i.牛頓 首先做了最簡單的剪下流動實驗。他的實驗如圖1所示。

在平行平板之間充滿粘性流體,平板間距為d,下板b靜止不動,上板c以速度u在自己平面內等速平移。由於板上流體隨平板一起運動,因此附在上板的流體速度為u,附在下板的流體速度為零。

實驗指出,兩板之間的速度分佈u(y)服從線性規律。作用在上板的力同板的面積、板的運動速度成正比,同間距d成反比。由此得出:

,(1)

式中為剪應力;為剪下變形速率;為流體動力粘性係數(即粘度)。這就是著名的牛頓粘性定律。凡是符合此定律的流體稱為牛頓流體,否則是非牛頓流體(圖1)。

牛頓粘性定律適用條件是?

3樓:暴走少女

1、僅適用於層流流動,不適用於湍流流動;

2、僅適用於牛頓流體,不適用於非牛頓流體。

牛頓內摩擦定律是對部分定常層流內摩擦力的定量計算式。滿足該定律的流體稱為牛頓流體。液體內摩擦力又稱黏性力,在液體流動時呈現的這種性質稱為黏性,度量黏性大小的物理量稱為黏度。

液體的黏性是組成液體分子的內聚力要阻止分子相對運動產生的內摩擦力,黏性是流體的固有屬性,在靜止流體或是平衡流體中依然存在黏性。當流層間存在相對運動時,黏性表現為黏性切應力。這種內摩擦力只能使液體流動減慢,不能阻止,這是與固體摩擦力不同的地方。

擴充套件資料:

一、牛頓內摩擦定律的技術原理

流體動力學的基本公理為守恆律,特別是質量守恆、動量守恆(也稱作牛頓第二與第三定律)以及能量守恆。這些守恆律以經典力學為基礎,並且在量子力學及廣義相對論中有所修改。它們可用雷諾傳輸定理(reynolds transport theorem)來表示。

除了上面所述,流體還假設遵守「連續性假設」(continuum assumption)。流體由分子所組成,彼此互相碰撞,也與固體相碰撞。然而,連續性假設考慮了流體是連續的,而非離散的。

因此,諸如密度、壓力、溫度以及速度等性質都被視作是在無限小的點上具有良好定義的,並且從一點到另一點是連續變動。流體是由離散的分子所構成的這項事實則被忽略。

若流體足夠緻密,可以成為一連續體,並且不含有離子化的組成,速度相對於光速是很慢的,則牛頓流體的動量方程為「納維-斯托克斯方程」。其為非線性微分方程,描述流體的流所帶有的應力是與速度及壓力呈線性相依。

未簡化的納維-斯托克斯方程並沒有一般閉形式解,所以只能用在計算流體力學,要不然就需要進行簡化。方程可以通過很多方法來簡化,以容易求解。其中一些方法允許適合的流體力學問題能得到閉形式解。

除了質量、動量與能量守恆方程之外,另外還有熱力學的狀態方程,使得壓力成為流體其他熱力學變數的函式,而使問題得以被限定。

二、黏性流與非黏性流

當流體內的阻力越大時,描述流體須考慮其黏性的影響。雷諾數可用來估算流體的黏性對描述問題的影響。所謂史托克流指雷諾數相當小的流動。在此情況,流體的慣性相較於黏性可忽略。

而流體的雷諾數大代表流體流動時慣性大於黏性。因此當流體有很大的雷諾數,假設它是非黏性流,忽略其黏性,可當成一個近似。這樣的近似,當雷諾數大時,可得到很好的結果。

即使在某些不得不考慮黏性的問題(例如邊界問題)。

在流體與管壁的邊界,有所謂的不滑移條件,區域性會有很大的速率應變率,使得黏性的作用放大而有渦度,黏性因而不可被忽略。 因此,計算管壁對流體的淨力,需要使用黏性方程式。如同達朗白謬論的說明,物體在非黏性流裡,不會感受到力。

尤拉方程是描述非黏性流的標準方程式。在這種情況,一個常使用的模型,使用尤拉方程描述遠離邊界的流體,在接觸的邊界,使用邊界層方程式。在某一個流線上,將尤拉方程積分,可得到白努利方程。

如果流體每一處都是無旋轉渦動,白努利方程可描述整個流動。

4樓:匿名使用者

首先是牛頓流體,就是隻有純粘性的流體,而不是如同粘彈性流體那樣的非牛頓流體;

再者是在呈層流狀態時候成立,一般流體還有湍流狀態、層流和湍流過渡狀態,這個定律就不符合了,要改變成另外的式子.

如同粘彈性流體那樣的非牛頓流體的內摩擦表示式也和牛頓流體不同是另一個樣子,要麼不是線性,要麼還和剪下變形的速度有關係.

什麼是牛頓流體

5樓:匿名使用者

牛頓內摩擦定律表示式:τ=μγ

式中:τ--所加的切應力;

γ--剪下速率(流速梯度);

μ--度量液體粘滯性大小的物理量,簡稱為黏度,物理意義是產生單位剪下速率所需要的剪下應力。

從流體力學的角度來說,凡是服從牛頓內摩擦定律的流體稱為牛頓流體,否則稱為非牛頓流體。

所謂服從內摩擦定律是指在溫度不變的條件下,隨著流速梯度的變化,μ值始終保持一常數。

水、酒精等大多數純液體、輕質油、低分子化合物溶液以及低速流動的氣體等均為牛頓流體;高分子聚合物的濃溶液和懸浮液等一般為非牛頓流體。

編輯本段

具體內容

任一點上的剪應力都同剪下變形速率呈線性函式關係的流體。最簡單的牛頓流體流動是二無限平板以相對速度u相互平行運動時,兩板間粘性流體的低速定常剪下運動(或庫埃特流動)。

2023年,i.牛頓首先做了最簡單的剪下流動實驗。他的實驗如圖所示。

在平行平板之間充滿粘性流體,平板間距為d,下板b靜止不動,上板c以速度u在自己平面內等速平移。由於板上流體隨平板一起運動,因此附在上板的流體速度為u,附在下板的流體速度為零。實驗指出,兩板之間的速度分佈u(y)服從線性規律。

作用在上板的力同板的面積、板的運動速度成正比,同間距d成反比。由此得出: (1)

式中τ為剪應力;為剪下變形速率;μ為流體動力粘性係數(即粘度)。這就是著名的牛頓粘性定律。凡是符合此定律的流體稱為牛頓流體,否則是非牛頓流體(見非牛頓流體力學)。

假設流體是各向同性的,應力張量和變形速率張量呈線性齊次函式關係,則它們之間的最一般線性關係式為: pij=-pδij+2μ(sij-δij)+μ┡δij, (2)

式中pij為應力張量;pij=-pδij+τij,p為各向同性壓力,τij為偏應力張量;sij為變形速率張量;為各向同性體積變形速率張量;δij為克羅內克符號;μ┡為膨脹粘性係數。式(2)就是廣義牛頓粘性定律的數學表示式。

公式(1)(2)是牛頓流體的重要標誌,也是確定流體流動時必不可少的本構方程。自然界中許多流體是牛頓流體,例如水、空氣等。

編輯本段

分類流體按壓縮性的大小分氣體和液體。氣體極易壓縮,亦稱稱為可壓縮流體;液體幾乎不可以壓縮,既稱為不可壓縮流體。

流體按變形特點又分為牛頓流體和非牛頓流體。

6樓:白汀水

符合牛頓內摩擦定律,即切應力與剪下變形的速度成正比的流體稱為牛頓流體。

7樓:豔秋

牛頓流體是指在受力後極易變形,且——

(1)切應力與剪下變形速率成線性關係的流體。

或(2)沒有剪下彈塑性的理想流體。其剪下應力正比於剪下率。

或(3)剪下變形率與切應力成線性關係的流體。

牛頓粘性定律是用來描述什麼樣的流體

8樓:江南

用來描述牛頓流體。它是牛頓流體所具有的特性,與流動狀態是不相關的。

牛頓內摩擦定律是牛頓粘性定律,那麼牛頓外摩擦定律是指什麼呢?

9樓:無為之志

從理論上說,緊鄰固體壁面的無限薄層流體是貼附在壁面上,與壁面不發生相對滑動的(即流動流體在壁面處的流速為零),因此,運動流體的切應力只發生在相鄰的流體層之間,全部屬於內摩擦力,其中也包括運動流體與貼附在壁面上的無限薄層靜止流體之間的內摩擦力,這裡的內摩擦力,雖然位置在壁面處,其性質仍然是流體位團發生變形運動的結果。正因為如此,即使是在壁面處,τ值仍正比於該處的 dv/dy,而與壁面材料的粗糙性質無關。由此可見,牛頓內摩擦定律中的「內」字準確地描述了流體切應力的本質。

「流體切應力τ既產生於相鄰流體質點之間,也產生於流體與固體的接觸面上」的提法不是很清晰準確的。

牛頓粘性定律適用於什麼 流體。

10樓:匿名使用者

大部分流體都屬於牛頓型流體,也即是牛頓粘性定律可以適應的流體,而某些高分子溶液,油漆,血液則屬於非牛頓型流體

潤滑油的粘度磨損如何定義?什麼叫牛頓流體粘性定律?

11樓:匿名使用者

牛頓流體定律,就是流體的粘度只與溫度有關,且呈線性關係。

潤滑油的專粘度磨損:不知道你的屬具體意思。我想可能你是想問:

潤滑油在使用一段時間後粘度下降吧,一般為提高潤滑油的粘度,通常在潤滑油中新增了高分子的新增劑,這些高分子鏈在使用過程中,在攪拌等剪下力的作用下斷裂,粘度表現出下降的情形。

12樓:匿名使用者

我做了這麼久的潤滑油,好像聽說過有潤滑油粘度磨損這個概念。 我也想知道這個是什麼意思?

13樓:匿名使用者

本人做了七年的潤滑油也沒有聽這個名詞。

舉出符合牛頓內摩擦定律的五種流體

14樓:可愛的袁寶

牛頓內摩擦定律是對部分定常層流內摩擦力的定量計算式

滿足該定律的流體稱為牛頓流體

什麼東西還是「非牛頓流體」,製作非牛頓流體除了用澱粉還能用什麼呀?不能變質的,也是遇強則強,

高分子聚合物的濃溶液和懸浮液等一般為非牛頓流體。聚乙烯 聚丙烯醯胺 聚氯乙烯 尼龍6 pvs 賽璐珞 滌綸 橡膠溶液 各種工程塑料 化纖的熔體 溶液等,都是非牛頓流體。石油 泥漿 水煤漿 陶瓷漿 紙漿 油漆 油墨 牙膏 家蠶絲再生溶液 鑽井用的洗井液和完井液 磁漿 某些感光材料的塗液 泡沫 液晶 高...

說白了非牛頓流體和牛頓流體是什麼?,簡單點的說明白一點

牛頓流體是指在任意小的外力作用下即能流動的流體,並且流動的速度梯度 d 與所加的切應力 的大小成正比,這種流體就叫做牛頓流體。牛頓流體的流變方程是 d 式中 所加的切應力 d 流動速度梯度 不依賴於切變速度的常數,叫做黏性係數,簡稱為黏度牛頓1687年發表了以水為工作介質的一維剪下流動的實驗結果。實...

非牛頓流體澱粉是加涼水嗎,非牛頓流體制作,澱粉,水,還加什麼(好像是藍藍的)

是涼水。非牛頓流體,是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪下應變率之間不是線性關係的流體。非牛頓流體廣泛存在於生活 生產和大自然之中。非牛頓流體例項 1 食品工業中的番茄汁 澱粉液 蛋清 蘋果漿 濃糖水 醬油 果醬 煉乳 瓊脂 土豆漿 熔化巧克力 麵糰 米粉團 以及魚糜 肉糜等各種糜狀食品...