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黏度的计算公式 粘度计算公式

来源:www.baiyundou.net   日期:较早时间
黏度是测量流体内在摩擦力的所获得的数值。当某一层流体的移动会受到另一层流体移动的影响时,此摩擦力显得极为重要。摩擦力愈大,我们就必须施予更大的力量以造成流体的移动,此力量即称为 ”剪切(shear)”。剪切发生的条件为当流体发生物理性地移动或分散,如倾倒、散布、喷雾、混合等等。高黏度的流体比低黏度的材料需要更大的力量才能造成流体的流动。

牛顿以图4-1的模式来定义流体的黏度。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:
F/A = ηdv/dx
其中η与材料性质有关,我们称为”黏度”。
速度梯度,dv/dx,为测量中间层的相对速度,其描述出液体所受到的剪切,我们将它称为”剪速(shear rate)”,以S表示;其单位为时间倒数(sec-1)。
F/A项代表了单位面积下,剪切所造成的合力,称为”剪力(shear stress)”,以F代表;其单位为”达因每平方公分(dyne/cm2)”。
使用这些符号,黏度计可以下列数学式定义:
η=黏度=F/S=剪力/剪速
黏度的基本单位为 ”poise”。我们定义一材料在剪力为1达因每平方公分、剪速为1 sec-1下的黏度为100 poise。测量黏度时,你可能会遭遇到黏度的单位为 “Pa˙s” 或 “mPa˙s” 的情况,此为国际标准系统,且有时较被公制命名所接受。1 Pa˙s等于10 poise;1 mPa˙s等于1 cp。
牛顿假设所有的材料在固定温度下,黏度与剪速是没有相关的,亦即两倍的力量可以帮助流体移动两倍的速度。
就我们所知,牛顿的假设只有部分是正确的。
牛顿流体
牛顿称具有此形式流动行为的所有流体,皆称为”牛顿(Newtonian)”,然而这只是你可能遭遇到的流体中的其中一种而已。牛顿流体的特性可参考图4-2;图A显示剪力(F)和剪速(S)之间为线性关系;图B显示在不同剪速下,黏度皆保持一定。典型的牛顿流体为水与稀薄的机油。

上述代表的意义即为在固定温度下,不论你所使用的黏度计型号、转子、转速为何,牛顿流体的黏度皆保持一定。标准Brookfield黏度值为以Brookfield仪器在某一剪速范围内所测之值,这就是为什么牛顿流体可以在所有我们的黏度计型号下操作。牛顿流体明显地为最容易测量的流体-只要拿出你的黏度计并操作它即可。不幸的是,更常见且更复杂的流体-非牛顿流体,我们将在下一节中介绍。
非牛顿流体概略的定义为F/S的关系不为常数,亦即当施予不同的剪速,剪力并不随着相同比例变化(或甚至同一方向)。这些流体的黏度会受到不同剪速的影响,同时,不同型号黏度计的设定参数、转子、转速都会影响到非牛顿流体的黏度值。此测量的黏度值称为流体的”表观黏度(apparent viscosity)”,其值为正确的只有当实验的参数值被正确的设定且精准的测得。
非牛顿流体流动可以想象成流体为不同形状和大小的分子所组成,当它们流经彼此,亦即流动发生时,需要多少力量才能移动它们将取决于它们的大小、形状及黏着性。在不同的剪速下,排列的方式将会不同,而且需要更多或更少的合力才能保持运动。
辨别不同非牛顿流体的行为,可由剪速的差异得到流体黏度的变化,常见非牛顿流体的形式包括:

拟塑性的(pseudoplastic):此形式流体的特性为当剪速增加时,会伴随着流速的减少,其可能为最常见的非牛顿流体。拟塑性流体包括油漆、乳液和各种不同形式的流体。此类流体的行为有时候可称为”shear thinning”。

膨胀性的(diltant):膨胀性的流体其特性为流速随着剪速的增加而增加。虽然膨胀性流体不如拟塑性流体常见,然而膨胀性流体常可由存在有不会聚集固体的流体中看到,如泥浆、糖果合成物、玉米淀粉类与水的混合物以及沙/水混合物。此类流体的行为也可称为”shear thickening”。

塑性的(plastic):此类流体的行为就如同固体处在静电的环境中。在流体流动前,我们就必须先施予流体某一力量,此力量称为“屈服力(yield value)”。此类流体典型的例子为蕃茄酱,其产值造成蕃茄酱无法直接从罐子中倒出,除非我们先摇动或敲击。当产值超过上限值时,流体开始流动。塑性流体包含有牛顿流体、拟塑性流体、膨胀性流体的特性。

到目前为止我们只有讨论非牛顿流体剪速的效应,当我们同时考虑时间效应时,有会有什么问题发生?此问题使得我们必须讨论其它两类非牛顿流体:”摇变性的(thixotropic)” 和 “流变性的(rheopectic

一.粘度 计算

度量流体粘性大小的物理量。又称粘性系数、动力粘度,记为μ。牛顿粘性定律指出,在纯剪切流动中相邻两流体层之间的剪应力(或粘性摩擦应力)为式中dv/dy为垂直流动方向的法向速度梯度。粘度数值上等于单位速度梯度下流体所受的剪应力。速度梯度也表示流体运动中的角变形率,故粘度也表示剪应力与角变形率之间比值关系。按国际单位制,粘度的单位为帕·秒。有时也用泊或厘泊(1泊=10-1帕·秒,1厘泊= 10-2泊)。粘度是流体的一种属性,不同流体的粘度数值不同。同种流体的粘度显著地与温度有关,而与压强几乎无关。气体的粘度随温度升高而增大,液体则减小。在温度T<2000开时,气体粘度可用萨特兰公式计算:μ/μ0=(T/T0)3/2(T0+B)/(T+B),式中T0、μ0为参考温度及相应粘度,B为与气体种类有关的常数,空气的B=110.4开;或用幂次公式 :μ/μ0=(T/T0)n,指数n随气体种类和温度而变,对于空气,在90开<T<300开范围可取为 8/ρ。水的粘度可按下式计算:μ=0.01779/(1+0.03368t+0.0002210t2),式中t为摄氏温度。粘度也可通过实验求得,如用粘度计测量。在流体力学的许多公式中,粘度常与密度ρ以μ/ρ的组合形式出现,故定义v=μ/ρ,由于v的单位米2/秒中只有运动学单位,故称运动粘度。

粘度是指液体受外力作用移动时,分子间产生的内磨擦力的量度。
运动粘度表示液体在重力作用下流动时内磨擦力的量度,其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比,在国际单位制中以米2/秒表示。习惯用厘斯(cSt)为单位。1厘斯=10-6米2/秒=1毫米2/秒。

粘度
动态粘度
绝对粘度
粘度系数
流体内部抵抗流动的阻力,用对流体的剪切应力与剪切速率之比表示。单位为泊[帕。秒]
注:对于牛顿流体,剪切应力与剪切速率之比为常数,称为牛顿粘度,对于非牛顿流体,剪切应力与剪切速率之比随剪切应力而变化,所得的粘度称在相应剪切应力下的“表观粘度”。塑料属于后一种情况。

不同流体的粘度差别很大。在压强为101.325kPa、温度为20℃的条件下,空气、水和甘油的动力粘度和运动粘度为:

空气 μ=17.9×10-6 Pa·s, v=14.8×10-6 m2/s

水 μ=1.01×10-3 Pa·s, v=1.01×10-6 m2/s

甘油 μ=1.499Pa·s, v=1.19×10-3 m2/s

二.空气密度计算
p=ρRT
p为气体的绝对压力(Pa),T为气体的温度(K), R为气体常数(干空气为R=287J/(Kg*K))
ρ为气体的密度(kg/m^3)
对于湿空气, 计算时应采用湿空气的R.
如果是粗略估算, 用干空气的R代替, 误差也不太大

液压油有的黏度就是将流动着的液压油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.
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加的这种力,称为切应力τ(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
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:
τ= ηdv/dx =ηD(牛顿公式) 其中η与材料性质有关,我们称为“粘度”。
粘度定义: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1Pa.s。
牛顿流体:符合牛顿公式的流体。 粘度只与温度有关,与切变速率无关, τ与D为正比关系。
非牛顿流体:不符合牛顿公式 τ/D=f(D),以ηa表示一定(τ/D)下的粘度,称表观粘度。
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:ηt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/里米·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t℃时,运动粘度用符号γ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:
①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:50℃、80℃、100℃)下,从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃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。
②赛氏粘度,即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样,在规定温度(如100ºF、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。
③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0.1~100Pa•s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。
给我悬赏分噢,thank you求你了。看在我告诉你的份上,pleses

粘度计算公式~


相关要点总结:

19822413531:粘度的计算公式是什么?
闵钓答:粘度的计算公式是τ=ηdv/dx=ηD。粘度介绍:黏度也可以称为粘度,是指流体对流动所表现的阻力。当流体气体或液体流动时,一部分在另一部分上面流动时,就受到阻力,这是流体的内摩擦力。要使流体流动就需在流体流动方向上加一切线力以对抗阻力作用。黏度系数(简称黏度)η的物理意义是:在相距单位距离...

19822413531:黏度的计算公式
闵钓答:速度梯度也表示流体运动中的角变形率,故粘度也表示且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动,牛顿力量正比于流体的相对速度或速度梯度,即: F/A =黏度的计算公式

19822413531:粘度计算公式是什么?
闵钓答:τ= ηdv/dx =ηD(牛顿公式) 其中η与材料性质有关。运动黏度即流体的动力粘度与同温度下该流体密度ρ之比。单位为(m^2)/s。用小写字母v表示。注:曾经沿用过的单位为St(斯)St(斯)和(m^2)/s的进率关系为:1(m^2)/s=10^4St=10^6cSt。(其中“cSt”读作“厘斯”)将流动着的...

19822413531:黏度怎么计算
闵钓答:③牛顿黏度公式是用来计算液体黏度的,公式为: η=η₀Exp(E/KT),其中η₀为常数,E为激活能,K为波尔兹曼常数,T为绝对温度。2、黏度(流体力学术语):①在流体力学中,黏度是衡量流体黏滞性大小的物理量。它反映了流体在运动时,由于分子间的摩擦力而产生的阻碍运动的力的大小。

19822413531:粘度的公式是什么?
闵钓答:单位为(m^2)/s。用小写字母v表示。粘度测定方法:1、动力粘度:ηt是二液体层相距1厘米,其面积各为1相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力,单位为克/里米·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t℃时,运动粘度用符号γ表示,在国际单位制中,运动...

19822413531:粘度怎么算
闵钓答:粘度可以这样算:粘度计算公式为τ(动力粘度)=ηdv/dx=ηD(牛顿公式)其中η与材料性质有关。体粘度可用萨特兰公式计算:μ/μ0=(T/T0)3/2(T0+B)/(T+B),式中T0、μ0为参考温度及相应粘度,B为与气体种类有关的常数,空气的B=110.4开;或用幂次公式:μ/μ0=(T/T0)n,指数...

19822413531:黏度的计算公式
闵钓答:高黏度的流体比低黏度的材料需要更大的力量才能造成流体的流动。牛顿以图4-1的模式来定义流体的黏度。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:F/A = ηdv/...

19822413531:粘度公式如何推导?
闵钓答:粘度是流体抵抗流动的性质,通常用泊松(poise)或帕斯卡·秒(Pa·s)来表示。粘度的公式通常为:ν=η/ρ 其中,ν是动力粘度,η是运动粘度,ρ是流体的密度。这个公式表明了粘度与流体的密度和运动粘度之间的关系。然而,这个公式并不能直接推导出粘度的具体值,因为粘度是一个实验物理量,需要通过...

19822413531:液体运动粘度系数如何计算,公式,越详细越好。
闵钓答:运动粘度ν=μ/ρ μ为液体的动力粘度 ρ为液体的密度而为液体的动力粘度μ=τ/(du/dy)τ为液流单位面积上的内摩擦阻力 du/dy为速度梯度

19822413531:怎样计算粘度?
闵钓答:按国际单位制,粘度的单位为帕·秒。有时也用泊或厘泊(1泊=10-1帕·秒,1厘泊= 10-2泊)。粘度是流体的一种属性,不同流体的粘度数值不同。同种流体的粘度显著地与温度有关,而与压强几乎无关。气体的粘度随温度升高而增大,液体则减小。在温度T<2000开时,气体粘度可用萨特兰公式计算:μ/...

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