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粘度
發布時間:2016-07-08 11:42:22

粘度
粘度的定義為一對平行板,面積為A,相距dr,板間充以某液體;今對上板施加一推力F,使其產生一速度變化度。
中文名 粘度 外文名 viscosity 

定義
粘度是流體粘滯性的一種量度,是流體流動力對其內部摩擦現象的一種表示,在潤滑領域我們更習慣于叫它油膜厚度的量度。粘度大表現內摩擦力大,分子量越大,碳氫結合越多,這種力量也越大。 粘度對各種潤滑油、質量鑒別和確定用途,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品粘度低,而粘溫性較好,即粘度指數較高,也就是粘度隨溫度變化而改變的幅度較??;含環烷烴(或芳烴)組份較多的油品粘度較高,即粘溫性較差;含膠質和芳烴較多油品粘度最高,粘溫性最差,即粘度指數最低。 粘度常用運動粘度表示,單位mm2/s。重質燃料油粘度大,經預熱使運動粘度達到18~20mm2/s(40℃),有利于噴油嘴均勻噴油。

由于液體的粘性將此力層層傳遞,各層液體也相應運動,形成一速度梯度du/dr,稱剪切速率,以r′表示。F/A稱為剪切應力,以τ表示。剪切速率與剪切應力間具有如下關系:
(F/A)=η(du/dr),此比例系數η即被定義為液體的剪切粘度(另有拉伸粘度,剪切粘度平時使用較多,一般不加區別簡稱粘度時多指剪切粘度),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,與切變速率無關, τ與D為正比關系?!》桥nD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μr表示溶液粘度μ和溶劑粘度μ之比,即:

不同流體的粘度差別很大。在壓強為101.325kPa、溫度為20℃的條件下,空氣、水和甘油的動力粘度和運動粘度為:

空氣 μ=17.9×10^-6Pa·s, v=14.8×10^-6m2/s

水 μ=1.01×10^-3Pa·s, v=1.01×10^-6m2/s

甘油 μ=1.499Pa·s, v=1.19×10^-3m2/s

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

各種流體的粘度數據,主要由實驗測得。常用的粘度計有毛細管式、落球式、錐板式、轉筒式等。在工業上有時用特定形式的粘度計來測定特定的條件粘度。如煉油工業中常用恩氏粘度(或恩格拉粘度)作為石油產品的一個指標,它表示某一溫度下200cm3油品與同體積20℃純水,從恩氏粘度計中流出所需時間之比。恩氏粘度與動力粘度的關系可按經驗公式換算。又如橡膠工業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。

在缺少粘度實驗數據時,可按理論公式或經驗公式估算粘度。對于壓力不太高的氣體,估算結果較準;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μm為懸浮液的粘度;μ為連續相液體的粘度;φ為懸浮液中分散相的體積分數;μd為分散相粘度。當分散相為固體顆粒時,μd→∞,;當分散相為氣泡時,μd→0,μm=(1+φ)μ。

單位換算表編輯

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)

動力粘度與運動粘度的換算

η=ν·ρ

公式中η--- 試樣動力粘度(mPa·s)

ν--- 試樣運動粘度(mm2/s)

ρ--- 與測量運動粘度相同溫度下試樣的密度(g/cm3)

測定編輯動力

ηt是二液體層相距1cm,其面積各為1(cm2)相對移動速度為1cm/s時所產生的阻力,單位為g/cm·s。1g/cm·s=0.1pa·s。一般工業上動力粘度單位用pa來表示。

運動

在溫度t (℃)時,運動粘度用符號γ表示,在國際單位制中,運動粘度單位為斯,即每秒平方米(m2/s),實際測定中常用厘斯,(cst)表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s)。運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品深色石油產品、使用后的潤滑油、原油等的粘度,運動粘度的測定采用逆流法。

條件指采用不同的特定粘度計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,在規定溫度(如:50℃、 80℃、100℃)下,從恩氏粘度計流出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,在規定溫度(如 100ºF、F210ºF或122ºF等)下從賽氏粘度計流出200毫升所需的秒數,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,在規定溫度下,從雷氏度計流出50毫升所需的秒數,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測定深色潤滑油及殘渣油外,其余兩種粘度計很少使用。三種條件粘度表示方法和單位各不相同,但它們之間的關系可通過圖表進行換算。同時恩氏粘度與運動粘度也可換算,這樣就方便靈活得多了。

粘度的測定有許多方法,如轉桶法、落球法、阻尼振動法、杯式粘度計法、毛細管法等等。對于粘度較小的流體,如水、乙醇、四氯化碳等,常用毛細管粘度計測量;而對粘度較大流體,如蓖麻油、變壓器油、機油、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,也可用轉筒法進行測定。

 

 
 
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