注册结构工程师辅导：黏性

　　三、黏性

　　流体在静止时不能抵抗剪切变形。但当两层流体之间有相对运动时，在它们的接触面上就会产生内摩擦力：运动快的流层对运动慢的流层产生拉力;运动慢的流层对运动快的流层产生阻力。这种内摩擦力起阻止流体内部相对运动的作用。流体具有内摩擦力的特性就是流体的黏性。或者说黏性就是流体具有抵抗剪切变形的能力。由于流体的黏性，流体在运动过程中必须为克服内摩擦力而做功，由此导致能量损失，从而使流体的运动变得更为复杂。

　　根据牛顿内摩擦定律，任意两薄层间流体的切应力可表示为：

　　式中 μ—黏性系数或黏度，以帕·秒(P，s)为单位。

　　du—两薄层间的速度差;(见图6-1—1)。

　　dy—两薄层间的距离;du/dy为速度在垂直于速度的方向上的变化率，也称为速度梯度。可以证明，流速梯度代表了角变形速度。因此牛顿内摩擦定律说明了流体的切应力与角变形速度成正比。固体的切应力是和角变形的大小成正比的，而流体的切应力则和角变形速度成正比，即只要有一定大小的切应力存在，角变形将以一定的速度变化，只有切应力等于零，角变形才会停止。

　　黏性系数μ反映了流体黏性的大小，不同种类的流体μ值不同，同种流体的μ值也随温度而变化：液体的μ值随温度升高而减小;气体的μ值随温度升高而增大。在实用范围内μ值可以认为与压强的变化无关。在流体力学中还常常出现μ/ρ的形式，我们将它称为运动黏性系数(运动黏度)，用ν表示：

　　ν的单位为┫/s或C┫/s。表6-1-2和表6-1-3中列出了水和空气的黏性系数μ和运

　　动黏性系数ν随温度变化的情况。

　　并不是所有流体都符合牛顿内摩擦定律的。有些流体不满足切应力与角变形速度成正比的关系，或者说它们的μ值并非与τ有关;这些流体如泥浆、油漆、接近凝固的石油等等被称为非牛顿流体，而符合牛顿内摩擦定律的流体如水、空气等则称为牛顿流体。本教材中只讨论牛顿流体。

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