
【化】 skin friction loss
surface; exterior; facade
【化】 surface
【医】 superficies; surface
【化】 friction loss; friction(al) loss
表面摩擦损失(Surface Friction Loss)指流体在固体表面流动时,因黏性作用产生的能量耗散现象。该术语由“表面摩擦”(surface friction)和“损失”(loss)构成,中文强调摩擦作用对流体动能的影响,英文对应词则突出机械能转化为热能的不可逆过程。
物理机制与影响因素
根据牛顿黏性定律,表面摩擦应力($tau = mu frac{du}{dy}$)与流体动力黏度($mu$)和速度梯度($frac{du}{dy}$)直接相关。雷诺数($Re = frac{rho u L}{mu}$)决定流动状态,层流时黏性主导,湍流时惯性力增强但近壁面仍存在黏性子层。常见于以下场景:
权威研究参考
美国机械工程师协会(ASME)在《流体系统与设备摩擦损失计算指南》中定义了标准测量方法,剑桥大学流体力学实验室通过风洞实验验证了粗糙度系数对摩擦系数的指数关系(详见 Journal of Fluid Mechanics vol. 832)。
“表面摩擦损失”是一个工程或物理学中的术语,通常指物体表面因摩擦作用导致的能量或材料损耗。其含义可从以下两方面解释:
指摩擦过程中机械能转化为热能或其他形式能量的损失。计算公式为: $$ W = F times s = mu N times s $$ 其中,$mu$为摩擦系数,$N$为正压力,$s$为移动距离。例如汽车刹车片摩擦时,动能会通过该公式转化为热能损耗。
指物体表面因摩擦导致的材料磨损,属于三大机械失效方式之一(与腐蚀、疲劳并列)。具体表现为:
该概念属于摩擦学(Tribology)研究范畴,涉及摩擦、磨损、润滑三者的相互作用。据统计,全球约1/3~1/2的能源消耗与摩擦相关。
注:在工程应用中,通常通过润滑(如添加机油)、表面处理(如镀层)等方式减少此类损失。
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