
【化】 skin friction loss
surface; exterior; facade
【化】 surface
【醫】 superficies; surface
【化】 friction loss; friction(al) loss
表面摩擦損失(Surface Friction Loss)指流體在固體表面流動時,因黏性作用産生的能量耗散現象。該術語由“表面摩擦”(surface friction)和“損失”(loss)構成,中文強調摩擦作用對流體動能的影響,英文對應詞則突出機械能轉化為熱能的不可逆過程。
物理機制與影響因素
根據牛頓黏性定律,表面摩擦應力($tau = mu frac{du}{dy}$)與流體動力黏度($mu$)和速度梯度($frac{du}{dy}$)直接相關。雷諾數($Re = frac{rho u L}{mu}$)決定流動狀态,層流時黏性主導,湍流時慣性力增強但近壁面仍存在黏性子層。常見于以下場景:
權威研究參考
美國機械工程師協會(ASME)在《流體系統與設備摩擦損失計算指南》中定義了标準測量方法,劍橋大學流體力學實驗室通過風洞實驗驗證了粗糙度系數對摩擦系數的指數關系(詳見 Journal of Fluid Mechanics vol. 832)。
“表面摩擦損失”是一個工程或物理學中的術語,通常指物體表面因摩擦作用導緻的能量或材料損耗。其含義可從以下兩方面解釋:
指摩擦過程中機械能轉化為熱能或其他形式能量的損失。計算公式為: $$ W = F times s = mu N times s $$ 其中,$mu$為摩擦系數,$N$為正壓力,$s$為移動距離。例如汽車刹車片摩擦時,動能會通過該公式轉化為熱能損耗。
指物體表面因摩擦導緻的材料磨損,屬于三大機械失效方式之一(與腐蝕、疲勞并列)。具體表現為:
該概念屬于摩擦學(Tribology)研究範疇,涉及摩擦、磨損、潤滑三者的相互作用。據統計,全球約1/3~1/2的能源消耗與摩擦相關。
注:在工程應用中,通常通過潤滑(如添加機油)、表面處理(如鍍層)等方式減少此類損失。
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