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1、粘度概述黍占度简介黏度定义粘度测定其他概念粘度单位换算表概述黏占度简介黏度定义粘度测定 其他概念粘度单位换算表概述液体在流 动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液 体的黏性，粘性的大小用 黏度表示，粘度又分为动力黏度与运动黏度度。粘度基础知识 ：粘度分为动力粘度，运动粘度和条件粘度。黏度简介将流动着 的液体看作许多相互平行移动的 液层 , 各层速度不 同,形成速度梯度 (dv /dx),这是流动的基本特 征(见图)由于速度梯度的存在，流动较慢的液层阻滞较 快液 层的流动 ,因此.液体 产生运动阻力 .为使 液层维持一定的速度梯度运动 ,必须对液层施 加一个与阻力相反的反向力在单位液层面积上施
2、加的这种力，称为切应力T(N/m2).切变速率 (D) D=d v /d x (S-1) 切应力与 切变速率是表征体系流变性质的 两个 基本参数 牛顿以图 4-1 的模式来定义 流体的粘度。两不同平面但平行的流体，拥有 相同的面积”A”，相隔距离”dx”，且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动，牛顿假设 保持此不同流 速的力量正比于流体的相对速度 或速度梯度，即：t= ndv/dx =nD (牛 顿公式)其中n与材料性质有关，我们称为“粘度”。黏度定义将两块面积为1m2的板浸于液体中，两板距离为1米，若加1N的切应力，使两板之 间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为IPa.s。牛顿流体
3、：符合牛顿公式的流体。 粘度只与温度有关，与切变速率无关，t与D为正比关系。非牛顿流体：不符合牛顿公式T/D=f (D),以na表示一定(t/D)下的粘度，称表观粘度。又称黏性系数、剪切粘度或动力粘度。流体的一种物理 属性，用以衡量流体的粘 性，对于牛顿 流体，可用牛顿粘性定律定义之 ：式中“为流体的黏度；Tyx为剪切应力；ux为速度分量；x、y为坐标轴；duxId y为剪切应变率。流体的粘度“与其密度p的比值称为运动粘度，以v表示。粘度随温度的不同而有显著变化，但通常随压力的不同发生的变化较小。液体粘 度随着温度升高而减小，气体粘度则随温度升高而增 大。对于溶液，常用相对粘度 “ r表示溶液
4、粘度“和溶剂粘度“之比，即：相对粘度 与浓度 C 的关系可表示为：“r= 1+【“】C+ K【p】C+式中【p】为溶液的特性粘度K为系数。【p】、K均与浓度无关。不同流体的粘度差别很大。在压强为101.325kPa、温度为20C的条件下，空气、 水和甘油的动力粘度和运动粘度为：空气 p= 17.9x 10A-6Pa s，v= 14.8x 10A-6mIs水 p= 1.01x 10A-3Pa s，v= 1.01x 10A-6mIs甘油 p= 1.499Pas,v= 1.19x10A-3m/s由于粘度 的作用，使物体在流体中运 动时受到摩擦阻力和压差阻力 ，造成机械能 的损耗（见流 动阻力）。各种
5、流体的粘度数据，主要由实验测得。常用的粘度计有毛细管式、落球式、锥 板式、转筒式等。在工业上有时用特定形式的粘度计来测定 特定的条件粘度。如炼油 工业中常用恩氏粘度（或恩格拉粘度）作为石油产品的一个指标，它表示某一温度下 200cm 油品与同体积20C纯水，从恩氏粘度计中流出所需 时间之比。恩氏粘度与动 力粘度的关系可按经验公式换算。又如橡胶工业中常用门尼粘度为衡量橡胶平均分子 量及可塑性的一个指标。在缺少粘 度实验数据时，可按理论公 式或经验公式估算粘度。对 于压力不太高的 气体，估算结 果较准；对于液体则较差。对非 均相流体（如低浓度悬浮液） 的粘度， 可以用爱因斯 坦公式估算：式中pm为
6、悬浮液的粘度；p为连续相液体的粘度为悬浮液中分散相的体积分 数；pd为分散相粘度。当分散相为固体颗粒时，pd8,；当分散相为气泡时，pd 0，p m=（1 + 0）p。粘度是流体粘滞性的一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。粘 度大表现内摩擦力大，分子量越大，碳氢结合越多，这种力量也越大。粘度对各种润 滑油、质量鉴别和确定用途，及各种燃料用油的燃烧性能及 用度等有决定意义。在同 样馏出温度下，以烷烃为主要组份的石油产品粘度低，而粘温性较好，即粘度指数较 高，也就是粘度随温度变化而改变的幅度较 小;含环烷烃（或芳烃）组份较多的油品 粘度较高，即粘温性较差；含胶质和芳烃 较多油品粘度最
7、高，粘温性最 差，即粘度指 数最低。粘度常用运动粘度表示，单位 mm2I s。重质燃料油粘度大，经预热使运动 粘度达到1820mm2I s（ 40C），有利于 喷油嘴均匀喷油。粘度测定粘 度测定有： 动力粘度、运动粘度和条件粘度三种测定方 法。（1）动力粘度：nt是二液体层相距1厘米，其面积各为1（平方厘米）相对移动速度 为1厘米/秒时所产生的阻力，单位为克/厘米秒。1克/厘米秒=1泊一般：工业上动 力粘度单位用 泊来表示。（2）运动粘度：在温度tC时，运动粘度用符号Y表示，在国际单位制中，运动粘 度单位为斯，即每秒平方米（m2/s），实际测定中常用厘斯，（cst）表示厘斯的单位为每 秒平方毫
8、米 （即 1cst=1mm2/s） 。运动粘度广泛用于测定喷气燃料 油、柴油、润滑油等 液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、 原油等的粘度，运动粘度的测定采用 逆流法（3）条件粘度：指采用不同的特定粘度计所 测得的以条件单位表示的粘度 ，各国通 常用的条件粘 度有以下三种： 恩氏粘 度又叫思格勒 （Engler） 粘度。是一定量 的试样，在规定温度 （如： 50C 、 80C、100 C）下，从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20C流出相同体积所需 要的时间（秒）之比。温度tº时，恩氏粘度用符号Et表示，恩氏粘 度的单位为条 件度。 赛氏粘度，即赛波特（sagb
9、olt）粘度。是一定量的试样，在规定温度（如100&or dm;F、F210ºF或122ºF等）下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数， 以秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏 通用粘度和赛氏重油粘度（或赛氏弗罗（Furol）粘度） 两种。 雷氏粘度即雷德乌德 （Redwood） 粘度。是一定量的试样，在规 定温度下， 从雷氏度计流出50毫升所需的秒数，以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号（Rt表 示）和雷氏 2 号（用 RAt 表示）两种。上述三种 条件粘度测定法，在欧美各 国常用，我国除采用恩氏粘 度计测定深色润 滑油及残渣油 外，其余两种粘度计 很少使用。三种条 件粘度表示
10、方法和单位各不相同 但它们之间的 关系可通过图表进行换算。同时恩氏粘度与运动粘度也可换 算，这样就 方便灵活得多 了。粘度的测 定有许多方法，如转桶 法、落球法、阻 尼振动法、杯式粘度计 法、毛细 管法等等 。对于粘度较小的流体 ，如水、乙醇、四氯化碳等， 常用毛细 管粘度计测量； 而对粘度较大流体，如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等透明（或半透明）液体，常 用落球法测定；对于粘度为0.1100Pas范围的液体，也可用转筒法进行测定。实验室测 定粘度的原理一般大都是由斯托 克斯公式和泊肃叶公式导出有 关粘滞 系数的表达式 ，求得粘滞系数。 粘度的大小 取决于液体的性质与温度，温 度升高 粘度将迅
11、速减 小。因此，要测定粘度，必须准确地控制温度的变化才有 意义。粘度参 数的测定，对 于预测产品生产过程的工艺控制 、输送性以及产品在使用时的 操作性 具有重要的指 导价值，在印刷、医药、石油、 汽车等诸多行业有着重要的意 义。1845 年，英 国数学家、物理学家斯托克斯( G. G. Stokes, 1819-1903 )和法 国的纳维(C.L.M.H. Navier)等人分别推导出粘滞 流体力学中最基本的方程组，即 纳维-斯托克斯方程，奠定了传统流体力 学的基础。1851 年，斯 托克斯推导出固体球体在粘性介 质中作缓慢运动时所受的阻力的 计 算公式，得出在给定力(重力)的作用下 ，阻力与
12、流速 、粘滞系数成比例 ，即关于阻 力的斯托斯公 式。纳维-斯托克斯方程是数学中最为难 解的非线性方程中的一类，寻求 它的精确解 是非常困难的 事。直至今天，大约也只有 70 多个精确解，只有大约一百多 个特解被 解出来，是最 复杂的、尚未被完全解决的世界 级数学难题之一。 粘度单位换算表动力粘度单位换算1 厘泊 (1cP)=1 毫帕 斯卡 .秒 (1mPa.s)100 厘泊 (100cP)=1 泊 (1P)1000 毫帕斯 卡.秒 (1000mPa.s)=1 帕斯卡 .秒 (1Pa.s)动力粘 度与运动粘度的 换算n=v. p式中n试样动力粘度(mPa.s)v试样运动粘度(mm2/s)p-
13、与测量运动 粘度相同温度下试样的密度 (g/cm3)恩氏粘 度与运动粘度换 算v/m msEv/m msEv/m msEv/m msEv/m msE11172.5405.3729.512015.55181.51.017.52.6415.4739.612516.684521.1182.6425.6749.713017.251722.51.118.52.7435.7759.913517.714831.22192.77445.87761014018.53.51.219.52.84567710.14519.6315141.3202.8466.17810.15019.183384.51.320.52.9476.27910.15520.54645551.3213486.38010.16021.98615.51.421.53.0496.58110.16521.4617861.4223.1506.68210.17022.814846.51.522.53.1516.78310.17523.27795171.5233.2526.98411.18023.63187.51.623.53
