黏性力

设有上下两块平行放置的平板，其中下面一块静止不动，而上面一块则沿水平方向向右匀速移动，如右图所示。如果在该水平两板之间有流体存在，当流体作整体运动，并且各层流体的运动速度不同时，各层流体之间就存在摩擦作用，通常称为流体的内摩擦，或者流体的黏滞性。

假设在任意高度处，选择一平面S-S，将流体分为上下两层，上层流体运动较快，下层流体运动较慢。由于流体的黏滞性，则在平面S-S上就存在黏性力P。该力对于上层流体来说是一个阻力，方向向左；而对于下层流体来说则相反，为一个动力，方向向右。如果S-S平面上流体的流速为

其中，A为S-S平面的面积；

由此可见，黏性力与面积和速度梯度成正比。

流体分子在不停地进行着不规则的热运动，不论流体是静止状态还是流动状态。这种不规则的热运动会使不同流层中的气体质量进行交换，而流体各层速度不同的话，邻层的两个流体分子的动量也不同。邻层之间既有质量交换，必有动量交换。快层流体分子由于热运动跑到慢层流体分子中，便从快层流动带走一份动量到慢层流动里，从而加快了慢层流体流动；反之，慢层流体分子由于热运动跑到快层流体分子中，便从慢层流动带走一份动量到快层流动里，从而减慢了快层流体流动。于是就产生了上文中的速度梯度。

所以，黏度

液体和气体的动力黏性系数随温度变化的趋势相反，因为它们产生黏性的物理原因不同，前者主要来自于液体分子间的内聚力，黏度与温度成正比；后者主要来自于气体分子的热运动，黏度与温度成反比。

黏性流是黏性不可忽略的流体。实际流体都是有黏性的，不过有的大（如甘油、油漆、蜂蜜），有的小（如水、空气）。流层间阻碍流体相对错动（变形）趋势的能力称为流体的黏性。

假设有一股直匀流（速度均一，方向和大小不变），顺着流动方向放置一块无限薄的平板，流体的实际速度分布就变为右图所示。流体在没有流到平板以前速度原是均一的，一流到平板上，直接贴着平板的那层流体速度降为零（即满足物面无滑移条件）；沿着法线向外，流体速度逐渐由零变大（即存在速度梯度），直到离平板相当远的地方流速才和原来没有显著差别。

生活中，比如河里的流水，靠岸处的水流就比河中心的水流慢些。

相对错动流层间的一对摩擦力即为黏性剪切力。

邻层流体速度有差别（即

牛顿提出，流体内部的摩擦应力

比例常数记为

上式称为牛顿粘性定律。

也称牛顿黏滞定律，是描述流体中黏性现象的宏观规律。黏性也称黏滞，是指流体中由于存在定向运动速度的不平均性时，在流体中出现一种使流动较快的流体受到减速力，流动较慢的流体受到加速力的现象（即内摩擦现象）。这种减速力及加速力统称为黏性力（或黏滞力、内摩擦力）。牛顿黏性定律可表述为：当流体的流动为层流时，则在层与层之间所作用的黏性力f分别与流体中定向运动的速度梯度du/dz及与流动方向切向面积A成正比的关系，其比例系数η称为黏度或黏性系数，即 η的单位是N·m-2·s，也有用泊（poise）为单位的，1泊（P）=10-1kg·m-1·s-1。

中文名称：黏性定律

英文名称：Law of viscosity

定义及摘要：

黏性定律

2100433B

工程计算中经常要涉及到黏性的概念，流体的粘性大小一般用黏性系数来衡量。黏性系数通常有动力黏性系数和运动黏性系数之分，无论从概念上和意义上两者都有着本质的区别，对不同流体之间粘性的大小进行比较时，只能使用动力粘性系数的数值，不应当因为两者都称为“粘性系数”而任意选用，否则可能会造成错误的结论在一些文章甚至教科书中有时会见到将两者混淆、随意引用进行流体进行粘性大小比较的情况。

工程计算中还会经常引用另一粘性系数—运动粘性系数。运动粘性系数与动力粘性系数绝然不同，它没有任何物理意义，只是人为地将其定义为动力粘性系数与流体密度的比值。

在国际单位制中其单位为

运动粘性系数还因为它代表了两个物理参数的比值，可以简化很多含有该比值的计算公式。关于流体的技术手册中一般都可查到运动粘性系数的数值，使工程计算得以简化。 2100433B

黏性土为塑性指数 I_p大于 10 的土，分为黏土、粉质黏土。