三、黏性

　　流體在靜止時不能抵抗剪切變形。但當兩層流體之間有相對運動時，在它們的接觸面上就會產生內摩擦力：運動快的流層對運動慢的流層產生拉力;運動慢的流層對運動快的流層產生阻力。這種內摩擦力起阻止流體內部相對運動的作用。流體具有內摩擦力的特性就是流體的黏性。或者說黏性就是流體具有抵抗剪切變形的能力。由于流體的黏性，流體在運動過程中必須為克服內摩擦力而做功，由此導致能量損失，從而使流體的運動變得更為復雜。

　　根據牛頓內摩擦定律，任意兩薄層間流體的切應力可表示為：

　　式中 μ—黏性系數或黏度，以帕·秒(P，s)為單位。

　　du—兩薄層間的速度差;(見圖6-1—1)。

　　dy—兩薄層間的距離;du/dy為速度在垂直于速度的方向上的變化率，也稱為速度梯度。可以證明，流速梯度代表了角變形速度。因此牛頓內摩擦定律說明了流體的切應力與角變形速度成正比。固體的切應力是和角變形的大小成正比的，而流體的切應力則和角變形速度成正比，即只要有一定大小的切應力存在，角變形將以一定的速度變化，只有切應力等于零，角變形才會停止。

　　黏性系數μ反映了流體黏性的大小，不同種類的流體μ值不同，同種流體的μ值也隨溫度而變化：液體的μ值隨溫度升高而減小;氣體的μ值隨溫度升高而增大。在實用范圍內μ值可以認為與壓強的變化無關。在流體力學中還常常出現μ/ρ的形式，我們將它稱為運動黏性系數(運動黏度)，用ν表示：

　　ν的單位為┫/s或C┫/s。表6-1-2和表6-1-3中列出了水和空氣的黏性系數μ和運

　　動黏性系數ν隨溫度變化的情況。

　　并不是所有流體都符合牛頓內摩擦定律的。有些流體不滿足切應力與角變形速度成正比的關系，或者說它們的μ值并非與τ有關;這些流體如泥漿、油漆、接近凝固的石油等等被稱為非牛頓流體，而符合牛頓內摩擦定律的流體如水、空氣等則稱為牛頓流體。本教材中只討論牛頓流體。

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