流體流動時為什麼會產生摩擦阻力流體為什麼具有黏滯性,它對流體流動有何作用

2021-03-08 05:28:52 字數 2540 閱讀 4095

1樓:雲曉寒

流體流動時產生摩擦阻力的原因:

流動阻力(flow resistance)所有黏性流體在運動時,與產生相對運動的物體間都有動量傳遞。即產生阻礙流動的反作用力。稱為曳力,又稱摩擦阻力。

對於管流,摩擦力主要發生在管壁,沿徑向的流體的速度不同,流體間也會產生摩擦阻力。除了摩擦阻力外,壓差阻力也是一類流動阻力,它是在流動方向上存在不同的壓力而發生的。在流動通道上若存在區域性障礙物(如閥門、管件)或截面積突然擴大與收縮,引起流速的變化,流體的動能轉化為靜壓,產生了壓差,即使以後恢復到原來的流速,但在流速變化時會產生渦流,故而增大了阻力。

這類壓差阻力工程上又稱為區域性阻力。

流體流動阻力:流體在管路系統中的流動可以分為在均勻直管中的流動,產生以表面摩擦為主的沿程阻力;在各種管件象閥門、彎管、裝置進出口等中的流 動,由於流道變向、截面積變化、流道分叉匯合等 產生以逆壓差或渦流為主的區域性阻力。

流動邊界的物體對流動流體的作用力。它與流體流動的方向相反,由動量傳遞而產生。流動阻力是粘性流體中動量傳遞研究的基本問題之一。

流動阻力的反作用力,即流體對物體的作用力,稱為曳力(drag)。對於管流,流動阻力通常用流體的壓力降表示,此壓力降造成的機械能(壓能)降低不能再恢復,亦即部分機械能遭受損失,通稱阻力損失。對於繞流,更多地注意曳力。

只要來流即物體上游流體速度均勻,流體繞過靜止物體的流動,與物體在靜止流體中的運動是等同的。因此,工程上常在流動流體中置入靜止的模型,以模擬物體在靜止流體中的運動。

2023年,義大利科學家達·芬奇首先提出物體在流體中運動會受到阻力的觀點,此後i.牛頓等著名科學家都曾作有關研究,然而直到邊界層理論產生之後,才認識到流動阻力的實質。產生阻力的原因,早期只考慮物體前部的形狀,後來發現物體後部的形狀才是量重要的。

物體後部發生的邊界層分離,對流動阻力起決定性的影響。

種類 分為摩擦阻力和壓差阻力。摩擦阻力是物體表面剪下力產生的流動阻力,其方向與流體運動方向相反。壓差阻力則是垂直於物體表面的壓力產生的對流體流動的阻力,其方向也與流體運動方向相反。

兩種阻力常同時存在。以流體繞過某物體的流動為例,兩種阻力的相對大小取決於下列三個因素:①物體的形狀,如果物體是球那樣的鈍體,邊界層分離較早,壓差阻力是主要的。

對於流線型物體,邊界層不分離或分離較遲,則壓差阻力較小,摩擦阻力是主要的。②由物體特徵長度決定的雷諾數的大小,雷諾數決定邊界層中的流動狀態。湍流邊界層摩擦阻力較大,但因分離推遲,往往壓差阻力較小;層流則相反,摩擦阻力較小,而壓差阻力較大。

③物體表面的粗糙度,粗糙表面的摩擦阻力較大,但粗糙表面可促進邊界層湍化,使分離推遲,從而減小壓差阻力。

阻力計算 繞流時阻力f的計算式為:式中cd為阻力系數;u為來流速度;a為物體在垂直於運動方向上的投影面積;ρ為流體密度。阻力系數cd的大小取決於物體形狀和雷諾數。

如液體繞流圓球時的阻力系數cd與re的關係曲線(見繞流)。

2樓:匿名使用者

流體內部會產生紊流,本身就存在阻力,就像粘滯力。流體與管道之間存在摩擦力,因為管道表面不是平整的

流體流動阻力測定實驗流體流動時為什麼會產生摩擦阻力,以什麼形式反映

3樓:

流動阻來力的測定時,測量值自與測壓孔的

大小無關,與測壓管的粗細和長短無關.壓力傳播到感測器的感應面是壓力波的形式,感受的是壓強因此跟測壓孔的大小和測壓管的粗細無關.水中聲波的速度為1440m\s,因此一般幾米的測壓管測量值的延遲是可以忽略的.

如果關心摩擦阻力的話,測量值與測量位置是相關的,下游的壓力會比上游壓力值小.如果區域性損失相比摩擦阻力大一個量級,測量位置引起的摩擦阻力可以忽略,測壓孔位置在**也就無所謂了.

關鍵是測量的壓力一定是動壓,而不是停滯壓力(總壓)

流體為什麼具有黏滯性,它對流體流動有何作用

4樓:匿名使用者

流體具有粘滯性的物理本質是分子間的引力(靜電力、誘導力、色散力、萬有引力等)和分子的運動與碰撞。流體在外力作用下運動時,由於流體具有粘滯性,流體質點會受到鄰近流體的剪下力(內摩擦力)作用從而形成速度梯度。靜止流體是不承受剪下力的。

在流體層流流動時,內摩擦力起主要作用,其流動規律服從牛頓粘性定律:

流體在湍流流動時,流體除在流動方向總體上前進外,流體質點還做各個方向的隨機運動。不管層流或是湍流,由於流體具有粘性,在流動時存在著內摩擦力,便會產生流動阻力,因而為克服流動阻力就必然會消耗一部分機械能。消耗的這部分機械能轉變為熱,或被流體吸收增加了流體的內能,或向外界散失,從而使得推動流體流動的機械能越來越小。

流體運動的內摩擦阻力與固體運動的摩擦阻力有何不同

5樓:吃吃琪琪怪

流體粘度可以理解是產生於流體內部質點之間的摩擦力,而固體間的摩擦力是產生於兩個固體間的接觸面上,固體來說可以使理解為外力。在流體質點內部對流體的運動產生阻滯.流體粘性對流體的流動產生的阻滯決定於流體的運動的雷諾係數,當雷諾數很高,流體的動力粘度可以忽略,也就是說紊流狀態非常大時流體粘度對流體流動沒有任何阻礙。

但是層流狀態下,流體動力粘度係數會增加流體運動的阻力。

固體摩擦是接觸面產生的外力,流體摩擦是流體的固有特性。

為什麼雷諾數能夠用於判定流體的流動形態

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