粘度詳細(xì)資料大全

粘度是物質(zhì)的一種物理化學(xué)性質(zhì)，定義為一對平行板，面積為A，相距dr，板間充以某液體；今對上板施加一推力F，使其產(chǎn)生一速度變化度所需的力。

由于粘度的作用，使物體在流體中運(yùn)動時受到摩擦阻力和壓差阻力，造成機(jī)械能的損耗（見流動阻力）。

基本介紹

中文名：粘度
外文名：viscosity
流動：基本特征
形成：速度梯度
公式：τ= ηdv/dx =ηD
有關(guān) ：材料性質(zhì)

定義,單位換算表,測定,動力,運(yùn)動,條件,絕對粘度,比粘度,其他概念,

定義

由于液體的粘性將此力層層傳遞，各層液體也相應(yīng)運(yùn)動，形成一速度梯度du/dr，稱剪下速率，以r′表示。F/A稱為剪下應(yīng)力，以τ表示。剪下速率與剪下應(yīng)力間具有如下關(guān)系：（F/A）=η（du/dr），此比例系數(shù)η即被定義為液體的剪下粘度（另有拉伸粘度，剪下粘度平時使用較多，一般不加區(qū)別簡稱粘度時多指剪下粘度），故η=（F/A）/（du/dr）=τ/r′。將兩塊面積為1㎡的板浸于液體中，兩板距離為1米，若在某一塊板上加1N的切應(yīng)力，使兩板之間的相對速率為1m/s,則此液體的粘度為1Pa·s。牛頓流體：符合牛頓公式的流體。粘度只與溫度有關(guān)，與切變速率無關(guān)。非牛頓流體：不符合牛頓公式τ/D=f（D），以ηa表示一定（τ/D）下的粘度，稱表觀粘度。粘度隨溫度的不同而有顯著變化，但通常隨壓力的不同發(fā)生的變化較小。液體粘度隨著溫度升高而減小，氣體粘度則隨溫度升高而增大。對于溶液，常用相對粘度 μ r表示溶液粘度 μ 和溶劑粘度 μ 之比，即：相對粘度與濃度 C 的關(guān)系可表示為： μ r=1+【 μ 】 C + K ′【 μ 】 C +… 式中【 μ 】為溶液的特性粘度， K ′為系數(shù)。【 μ 】、 K ′均與濃度無關(guān)。不同流體的粘度差別很大。在壓強(qiáng)為101.325kPa、溫度為20℃的條件下，空氣、水和甘油的動力粘度和運(yùn)動粘度為：空氣　 μ =17.9×10^-6Pa·s，　 v =14.8×10^-6m ² /s 水　 μ =1.01×10^-3Pa·s，　 v =1.01×10^-6m ² /s 甘油　 μ =1.499Pa·s，　 v =1.19×10^-3m ² /s 各種流體的粘度數(shù)據(jù)，主要由實(shí)驗(yàn)測得。常用的粘度計(jì)有毛細(xì)管式、落球式、錐板式、轉(zhuǎn)筒式等。在工業(yè)上有時用特定形式的粘度計(jì)來測定特定的條件粘度。如煉油工業(yè)中常用恩氏粘度（或恩格拉粘度）作為石油產(chǎn)品的一個指標(biāo)，它表示某一溫度下200cm ³ 油品與同體積20℃純水，從恩氏粘度計(jì)中流出所需時間之比。恩氏粘度與動力粘度的關(guān)系可按經(jīng)驗(yàn)公式換算。又如橡膠工業(yè)中常用門尼粘度為衡量橡膠平均分子量及可塑性的一個指標(biāo)。在缺少粘度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，可按理論公式或經(jīng)驗(yàn)公式估算粘度。對于壓力不太高的氣體，估算結(jié)果較準(zhǔn)；對于液體則較差。對非均相流體（如低濃度懸浮液）的粘度，可以用愛因斯坦公式估算：式中 μ m為懸浮液的粘度； μ 為連續(xù)相液體的粘度; φ 為懸浮液中分散相的體積分?jǐn)?shù)； μ d為分散相粘度。當(dāng)分散相為固體顆粒時， μ d→∞，；當(dāng)分散相為氣泡時， μ d→0， μ m=(1+ φ ) μ 。粘度是流體粘滯性的一種量度，是流體流動力對其內(nèi)部摩擦現(xiàn)象的一種表示。粘度大表現(xiàn)內(nèi)摩擦力大，分子量越大，碳?xì)浣Y(jié)合越多，這種力量也越大。粘度對各種潤滑油、質(zhì)量鑒別和確定用途，及各種燃料用油的燃燒性能及用度等有決定意義。在同樣餾出溫度下，以烷烴為主要組份的石油產(chǎn)品粘度低，而粘溫性較好，即粘度指數(shù)較高，也就是粘度隨溫度變化而改變的幅度較小；含環(huán)烷烴（或芳烴）組份較多的油品粘度較高，即粘溫性較差；含膠質(zhì)和芳烴較多油品粘度最高，粘溫性最差，即粘度指數(shù)最低。粘度常用運(yùn)動粘度表示，單位mm ² /s。重質(zhì)燃料油粘度大，經(jīng)預(yù)熱使運(yùn)動粘度達(dá)到18~20mm ² /s（40℃），有利于噴油嘴均勻噴油。

單位換算表

動力粘度單位換算 1泊 (1P)=100厘泊(100cP) 1厘泊(1cP)=1毫帕斯卡·秒 (1mPa·s) 1毫帕斯卡·秒 (1mPa·s)=1000微帕斯卡·秒（1000μ Pa.s）動力粘度與運(yùn)動粘度的換算 μ =ν·ρ 式中 μ －－- 試樣動力粘度(mPa·s) ν－－- 試樣運(yùn)動粘度(mm ² /s) ρ－－- 與測量運(yùn)動粘度相同溫度下試樣的密度(g/cm ³ )

測定

動力

ηt是二液體層相距1cm，其面積各為1(cm ² )相對移動速度為1cm/s時所產(chǎn)生的阻力，單位為g/cm·s。1g/cm·s=0.1pa·s。一般工業(yè)上動力粘度單位用pa來表示。

運(yùn)動

在溫度t (℃)時，運(yùn)動粘度用符號γ表示，在國際單位制中，運(yùn)動粘度單位為斯，即每秒平方米(m ² /s)，實(shí)際測定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即 1cst=1mm ² /s)。運(yùn)動粘度廣泛用于測定噴氣燃料油、柴油、潤滑油等液體石油產(chǎn)品深色石油產(chǎn)品、使用后的潤滑油、原油等的粘度，運(yùn)動粘度的測定采用逆流法。

條件

指采用不同的特定粘度計(jì)所測得的以條件單位表示的粘度，各國通常用的條件粘度有以下三種： ①恩氏粘度又叫恩格勒(Engler)粘度。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度(如：50℃、 80℃、100℃)下，從恩氏粘度計(jì)流出200毫升試樣所需的時間與蒸餾水在20℃流出相同體積所需要的時間(秒)之比。溫度tº時，恩氏粘度用符號Et表示，恩氏粘度的單位為條件度。 ②賽氏粘度，即賽波特(sagbolt)粘度。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度(如 100ºF、F210ºF或122ºF等)下從賽氏粘度計(jì)流出200毫升所需的秒數(shù)，以“秒”單位。賽氏粘度又分為賽氏通用粘度和賽氏重油粘度(或賽氏弗羅(Furol)粘度)兩種。 ③雷氏粘度即雷德烏德(Redwood)粘度。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度下，從雷氏度計(jì)流出50毫升所需的秒數(shù)，以“秒”為單位。雷氏粘度又分為雷氏1號(Rt表示)和雷氏2號(用RAt表示)兩種。上述三種條件粘度測定法，在歐美各國常用，我國除采用恩氏粘度計(jì)測定深色潤滑油及殘?jiān)屯猓溆鄡煞N粘度計(jì)很少使用。三種條件粘度表示方法和單位各不相同，但它們之間的關(guān)系可通過圖表進(jìn)行換算。同時恩氏粘度與運(yùn)動粘度也可換算，這樣就方便靈活得多了。粘度的測定有許多方法，如轉(zhuǎn)桶法、落球法、阻尼振動法、杯式粘度計(jì)法、毛細(xì)管法等等。對于粘度較小的流體，如水、乙醇、四氯化碳等，常用毛細(xì)管粘度計(jì)測量；而對粘度較大流體，如蓖麻油、變壓器油、機(jī)油、甘油等透明（或半透明）液體，常用落球法測定；對于粘度為0.1～100Pa?s范圍的液體，也可用轉(zhuǎn)筒法進(jìn)行測定。

絕對粘度

1、動力粘度η：在流體中取兩面積各為1m2，相距1m，相對移動速度為1m/s時所產(chǎn)生的阻力稱為動力粘度。單位Pa.s（帕.秒）。過去使用的動力粘度單位為泊或厘泊，泊（poise）或厘泊為非法定計(jì)量單位。 1Pa.s=1N.s/m2=10P泊=10 ³ cp=1Kcps
ASTM D445標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用運(yùn)動粘度來計(jì)算動力粘度，即η=υ*ρ，式中 η-動力粘度，Pa.s；ρ-密度，kg/m3；υ-運(yùn)動粘度，m2/s。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T506-82為潤滑油低溫動力粘度測定法。該法使用于測定潤滑油和深色石油產(chǎn)品的低溫（0～-60℃）動力粘度。在嚴(yán)格控制溫度和不同壓力條件下，測定一定體積的試樣在已標(biāo)定常數(shù)的毛細(xì)管粘度計(jì)內(nèi)流過所需的時間，秒。由試樣在毛細(xì)管流過的時間與毛細(xì)管標(biāo)定常數(shù)和平均壓力的乘積，計(jì)算動力粘度，單位為Pa.s。該方法重復(fù)測定兩個結(jié)果的差數(shù)不應(yīng)超過其算術(shù)平均值的±5%。 2、運(yùn)動粘度υ：流體的動力粘度η與同溫度下該流體的密度ρ的比值稱為運(yùn)動粘度。它是這種流體在重力作用下流動阻力的度量。在國際單位制（SI）中，運(yùn)動粘度的單位是m2/s。過去通常使用厘斯（cSt）作運(yùn)動粘度的單位，它等于10-6m2/s，（即1cSt=1mm2/s）。運(yùn)動粘度通常用毛細(xì)管粘度計(jì)測定。在嚴(yán)格的溫度和可再現(xiàn)的驅(qū)動壓頭下，測定一定體積的液體在重力作用下流過標(biāo)定好的毛細(xì)管粘度計(jì)的時間，為了測準(zhǔn)運(yùn)動粘度，首先必須控制好被測流體的溫度，測溫精度要求達(dá)到0.01℃；其次必須選擇恰當(dāng)?shù)拿?xì)管的尺寸，保證流出時間不能太長也不能太短，即粘稠液體用稍粗些的毛細(xì)管，較稀的液體用稍細(xì)的毛細(xì)管，流動時間應(yīng)不小于200秒；須定期標(biāo)定粘度管常數(shù)；而且安裝粘度管時必須保持垂直。運(yùn)動粘度國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T256-88，相當(dāng)于ASTM D445-96/IP71/75。

比粘度

比粘度是一個物理學(xué)的概念，在很多方面都能用到。液體在外力作用下流動時，分子間的內(nèi)聚力阻礙分子間的相對運(yùn)動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，液體的這種性質(zhì)叫做液體的粘性。其特點(diǎn)是：只有在流動時液體才表現(xiàn)出粘性，靜止液體(液體質(zhì)點(diǎn)間沒有相對運(yùn)動的液體)是不呈現(xiàn)粘性的。表示方法有三種： ①絕對粘度η，其單位(量綱)為帕·秒——Pa-s，1Pa-s=1N-SAIl20 ②運(yùn)動粘度ν，這是液體的絕對粘度與其密度的比值。運(yùn)動粘度的單位為m²/s，因該單位太大，故實(shí)際中習(xí)慣用厘斯cSt。 ③相對粘度(條件粘度)。我國、前蘇聯(lián)、德國采用的是恩氏粘度E;美國用賽氏粘度SSU；英國用雷氏粘度"R(或Re·1)。

其他概念

實(shí)驗(yàn)室測定粘度的原理一般大都是由斯托克斯公式和泊肅葉公式導(dǎo)出有關(guān)粘滯系數(shù)的表達(dá)式，求得粘滯系數(shù)。　粘度的大小取決于液體的性質(zhì)與溫度，溫度升高，粘度將迅速減小。因此，要測定粘度，必須準(zhǔn)確地控制溫度的變化才有意義。粘度參數(shù)的測定，對于預(yù)測產(chǎn)品生產(chǎn)過程的工藝控制、輸送性以及產(chǎn)品在使用時的操作性，具有重要的指導(dǎo)價值，在印刷、醫(yī)藥、石油、汽車等諸多行業(yè)有著重要的意義。 1845年，英國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家斯托克斯（G. G. Stokes, 1819-1903）和法國的納維（C.L.M.H. Navier）等人分別推導(dǎo)出粘滯流體力學(xué)中最基本的方程組，即納維-斯托克斯方程，奠定了傳統(tǒng)流體力學(xué)的基礎(chǔ)。 1851年，斯托克斯推導(dǎo)出固體球體在粘性介質(zhì)中作緩慢運(yùn)動時所受的阻力的計(jì)算公式，得出在給定力（重力）的作用下，阻力與流速、粘滯系數(shù)成比例，即關(guān)于阻力的斯托斯公式。納維-斯托克斯方程是數(shù)學(xué)中最為難解的非線性方程中的一類，尋求它的精確解是非常困難的事。直至今天，大約也只有70多個精確解，只有大約一百多個特解被解出來，是最復(fù)雜的、尚未被完全解決的世界級數(shù)學(xué)難題之一。

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