流体|定义、类型、属性、示例[简要指南]

通过 | 2018年12月30日

什么是流体?

我们周围的物质以三个阶段存在(不包括等离子体)

  1. 固体
  2. 液体
  3. 气体

从上述三相中,液体和气体合称为流体。

流体和固体的主要区别在于它们抵抗剪应力的能力。

当施加恒定的剪切力时,固体最终停止变形,而流体永远不会停止变形,并接近恒定的应变速率

(参考Cengel & Cimbala的《流体力学》)

类型的液体

根据剪切和速度梯度关系,流体可大致分为以下5种类型。

类型的液体

类型的液体

图片来源:NPTEL

  1. 理想流体

理想流体是不可压缩的,没有粘性。它是一种想象的流体,在现实中并不存在。

  1. 真正的液体

真正的流体具有粘度。实际上,所有的流体都是真实存在的。

  1. 牛顿流体

一种符合牛顿粘度定律的真正流体被称为牛顿流体。

注:根据牛顿粘性定律,剪应力与应变速率成正比。

  1. 非牛顿流体

不服从牛顿粘度定律的真正流体被称为非牛顿流体。

  1. 理想塑性流体

一种剪应力大于屈服值且剪应力与剪切应变速率成正比的流体被称为真正的塑性流体。

液体的性质

与流体有关的一些基本性质有助于我们更好地理解它们。

  1. 粘度

它是施加剪应力与流体中获得的剪切应变速率的比值。粘度为流体层的运动提供了阻力。

  1. 压力

这是在流体中使用的术语,类似于在固体中使用的应力术语。两者都是所施加的力与(所施加力的)表面面积之比

  1. 比重

流体比重定义为特定流体密度与标准流体密度(一般为水)的比值。

液体的例子

  • 空气
  • 蜂蜜
  • 汽油
  • 任何其他气体或液体

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