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粘性力相关定律

粘性力相关定律

一、牛顿粘性应力定律

单位面积上的流体黏性应力,与沿运动平面法线方向每单位长度的速度变化成正比。

右边的比例系数称为动力学粘性系数,或内摩擦系数。

纳维-斯托克斯方程中:黏性项

适用于牛顿流体。

二、欧拉准则

对于受压力、粘性力或重力同时作用的两个流动,在忽略表面张力、压缩力及其他因素时,要同时满足欧拉和雷诺准则或欧拉和佛汝德准则才能实现动力相似。由于压强通常是待求的量,所以只要相应的点粘性力相似或重力相似,压强会自行相似。换句话说,当雷诺准则或佛汝德准则得到满足时,欧拉准则会自行满足。因此,雷诺准则、佛汝德准则称为独立准则,而欧拉准则则称为导出准则。

三、粘性力相似定律

由于潜在水中运动的物体所受到的阻力,是以粘性力为主导作用,因此在进行模型试验时,必须实现粘性力的相似,这就称为粘性力相似定律或雷诺定律。

四、雷诺数

从层流转为湍流与雷诺数有关。雷诺数是反映流体惯性力与粘性力之比的一个无量纲参数。它是英国物理学家雷诺于1883年首先提出研究的一个参数,但它的重要性一直未被注意,直到1908年这个参数才被命名为雷诺数,它是空气动力学研究中最重要的参数之一。流体的流动速度越大,线性尺度越大,粘性系数越小,雷诺数就越大。雷诺通过研究指出,当这个参数超过一定数值时,流动可由层流转捩为湍流。层流一般比湍流的摩擦阻力小,当飞机机翼周围的气流是层流时,飞机就飞得平稳:当飞机机翼周围的气流是湍流时,飞机就飞得颠簸。因而在飞行器设计中,应尽量使边界层流动保持层流状态。同时,如果能使飞机的边界层在较长时期内保持层流,还可以减小总加热量。

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粘性力分类

粘性力有两类:

①分子粘性力,它体现了分子运动时的动量输送作用;

②湍流粘性力,它体现了湍流运动对动量输送的作用。

在通常的大气运动中,前者比后者小得多,可以忽略不计。除靠近地面的大气边界层以外,特别是在离地面1~1.5公里以上的自由大气中,一般不考虑粘性力对气块运动的作用。

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粘性力作用

在许多情况下,流体流动的相似仅考虑重力或粘性力相似,即以重力为主要作用力时的重力相似(佛汝德数准则)和以粘性力为主要作用力的阻力相似(雷诺数准则)。但是,也有一些情况,重力和粘性力都是重要作用力,都必须考虑。

粘性力的持续作用减慢了靠近壁面的流体层的流动速度,这些流动缓慢的流体层又减慢了它们上方的流体层的速度。这就是速度边界层的厚度随流动流向事下游逐渐变厚的原因。 2100433B

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粘性力相关定律常见问题

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粘性力相关定律文献

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管理定律汇集——总体较好,共有约30余条管理定律,如木桶定律、80/20定律等,涉及了管理的各个方面,领导、协调、销售、时间等。

大气湍流规律

雷诺实验证实,对于粘滞流体,湍流的发生取决于流场的雷诺数Re =ρvr/η,其中v、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数,r为一特征线度。例如流体流过圆形管道,则r为管道半径。(雷诺数为作用于流体上惯性力和粘性力的无量纲比值。当流体中 发生扰动时,惯性力的作用是使扰动从主流中获取能量;而粘性力的作用则是使扰动受到阻尼。但大雷诺数只是湍流发生的必要条件。大气湍流的发生还须具备相应的动力学和热力学的条件。风速切变是扰动产生的动力因素,当风速切变足够大时,可使波动不稳定,形成湍流运动。温度分布不均匀,是影响大气湍流的热力因素。当温度的水平分布不均一,且斜压性不稳定时(见大气动力不稳定性),大气扰动较强,水平风速及其切变很大,这些因素都对湍流的生成和发展有利,晴空湍流经常发生在这种区域里。温度的铅直分布对大气湍流的影响,取决于大气静力稳定度。在自动对流不稳定的条件下,湍流的生成和发展很强烈。一般可用理查孙数(R)判别稳定度对湍流的作用:

[108-01]其中 为位温, 为重力加速度, /z和/z为位温和特征风速的铅直切变,1/?/z为大气铅直稳定度。理查孙数是浮力作功产生的湍流能量与雷诺应力作功产生的湍流能量的无量纲比值。在不稳定条件下,R<0,浮力作功,使湍流增强;在稳定条件下,R>0,湍流运动将反抗浮力作负功而消耗一部分湍流能量。当R数达到临界值时,湍流将完全受到抑制,转变为层流或波动。临界理查孙数大致在0.25~1之间,准确数值还需进一步用实验证实。R接近零时为中性大气,此时湍流得到发展或受抑制,还要考虑其他物理因子后才能断定。

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(工程材料)

re是工程材料,是雷诺数(Reynolds number)的缩写,雷诺数是流体流动中惯性力与粘性力比值的量度。是表征流体流动特性的一个重要参数。RE还是反流性食管炎(reflux esophagitis)的缩写。

Re:弹性极限

Re:数学符号:取一个复数的实部

RE:意大利一家公司的名字,做纠偏系统和张力控制控制

Re:雷诺数(Reynolds number)的缩写,雷诺数是流体流动中惯性力与粘性力比值的量度。是表征流体流动特性的一个重要参数。2100433B

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层流流量计原理与结构

由于层流流量计适用于层流流动状态,从流体力学的角度分析是适用于低雷诺数下的流动。流 体在流动过程中枯性力占主导地位。 由于粘性力的影响,流体在流动过 程中将造成压力能的损耗,使压力 下降。在稳定流动过程中,流体的压力损失与流体枯度及流量之间存在固定的关系。

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