Question

流体的阻力

Answer 1

简要
在流体力学中，指流体流过导管中所遇到的阻力。包括两种：（1）由于流体与器壁相摩擦而产生的阻力，称摩擦阻力；（2）流体在流动过程中由于方向改变或速度改变以及经过管件而产生的阻力，称局部阻力。但一般来说，流体阻力是摩擦阻力的一种。

原理
物体相对于流体运动所受的逆物体运动方向或沿来流速度方向的流体动力的分力。 由于空气的粘性作用，物体表面会产生与物面相切的摩擦力，全部摩擦力的合力称为摩擦阻力。与物面相垂直的气流压力合成的阻力称压差阻力。在不考虑粘性和没有尾涡（见举力线理论）的条件下，亚声速流动中物体的压差阻力为零（见达朗伯佯谬）。在实际流体中，粘性作用下不仅会产生摩擦阻力，而且会使物面压强分布与理想流体中的分布有别，并产生压差阻力。对于具有良好流线形的物体，在未发生边界层分离的情形（见边界层），粘性引起的压差阻力比摩擦阻力小得多。对于非流线形物体,边界层分离会造成很大的压差阻力,成为总阻力中的主要部分。当机翼或其他物体产生举力时，在物体后面形成沿流动方向的尾涡，与这种尾涡有关的阻力称为诱导阻力，其数值大致与举力的平方成正比。在跨声速(见跨声速流动)或超声速（见超声速流动）气流中会有激波产生，经过激波有机械能的损失，由此引起的阻力称为波阻，这是另一种形式的阻力。作加速运动的物体会带动周围流体一起加速，产生一部分附加的阻力，通常用某个假想的附连质量与物体加速度的乘积表示。船舶在水面上航行时会产生水波，与此有关的阻力称为兴波阻力。

流体阻力及管路计算
流体在管路中流动时的阻力可分为摩擦阻力hf和局部阻力hj两种。摩擦阻力是流体流经一定管径的直管时，由于流体的内摩擦产生的阻力，又称为沿程阻力，以hf表示。局部阻力主要是由于流体流经管路中的管件、阀门以及管道截面的突然扩大或缩小等局部部位所引起的阻力，又称形体阻力，以hj表示。流体在管道内流动时的总阻力为∑h=hf+hj。