3.1.1 流体黏性

3.1.1 流体黏性

液体由分子组成,液体分子之间存在着相互吸引的内聚力,液体分子与接触的固体分子之间还作用有附着力。因此在液体流动时,流体各处的速度存在差异,运动较快的流层可以带动运动较慢的流层,反之,运动较慢的流层则阻滞运动较快的流层,不同速度之间的流体相互制约,产生类似固体摩擦过程的力,即当流体发生剪切变形时,流体内部就产生阻滞变形的内摩擦力。这种性质称为流体的黏性,用来表征流体抵抗剪切变形的能力。

根据牛顿内摩擦定律,流体在运动时,切应力τ与流体运动的剪切变形角速度,即层间速度梯度成正比,数学表述为

式中,μ为动力黏度,又称动力黏性系数。

流体的动力黏度μ与它的密度ρ的比值称为运动黏度υ,即

只有牛顿流体才具有这种可以严格称之为黏度的概念,所有非牛顿流体都需要两个或两个以上的参数来描述其黏稠特性,但为了方便,以表观黏度(等于切应力与剪切变形角速度之比)来近似描述非牛顿流体的黏稠特性。

黏度是流体最重要的参数之一,它反映了流体的运动特性和耗能能力。影响黏性流体黏度的主要因素是温度,温度升高,黏性流体的黏度降低。此外黏度与压强也有关系,压强越大,流体的黏度也越大[1-2]。阻尼介质黏度的变化对阻尼器的性能有较大影响,故应尽可能选用黏温关系比较稳定的黏性流体阻尼材料。