粘度概述

粘度概述 粘度概述 　　粘度概述　　液體在活動時☁·✘，在其份子間產生內磨擦的性質☁·✘，稱為液體的黏性☁·✘，粘性的大小用黏度表示☁·✘，是用來表徵液體性質相干的阻力因子₪•↟。粘度又分為動力黏度與運動黏度₪•↟。　　粘度基礎知識☁▩：粘度分為動力粘度☁·✘，運動粘度和條件粘度₪•↟。將活動著的液體看做許多相互平行移動的液層,各層速度不同,構成速度梯度(dv/dx),這是活動的基本特點.(見圖)　由於速度梯度的存在,活動較慢的液層阻滯較快液層的活動,因此.液體產生運動阻力.為使液層保持1定的速度梯度運動,必須對液層施加1個與阻力相反的反向力.　在單位液層面積上施加的這類力,稱為切應力或剪下力τ(N/m2).　切變速率(D) D=d v /d x (S⑴)　切應力與切變速率是表徵體系流變性質的兩個基本引數　牛頓以圖4⑴的模式來定義流體的粘度₪•↟。兩不同平面但平行的流體☁·✘，具有相同

　　粘度概述

　　液體在活動時☁·✘，在其份子間產生內磨擦的性質☁·✘，稱為液體的黏性☁·✘，粘性的大小用黏度表示☁·✘，是用來表徵液體性質相干的阻力因子₪•↟。粘度又分為動力黏度與運動黏度₪•↟。

　　粘度基礎知識☁▩：粘度分為動力粘度☁·✘，運動粘度和條件粘度₪•↟。將活動著的液體看做許多相互平行移動的液層,各層速度不同,構成速度梯度(dv/dx),這是活動的基本特點.(見圖)　由於速度梯度的存在,活動較慢的液層阻滯較快液層的活動,因此.液體產生運動阻力.為使液層保持1定的速度梯度運動,必須對液層施加1個與阻力相反的反向力.　在單位液層面積上減震器壓力實驗機施加的這類力,稱為切應力或剪下力τ(N/m2).　切變速率(D) D=d v /d x (S⑴)　切應力與切變速率是表徵體系流變性質的兩個基本引數　牛頓以圖4⑴的模式來定義流體的粘度₪•↟。兩不同平面但平行的流體☁·✘，具有相同的面積”A”☁·✘，相隔距離”dx”☁·✘，且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向活動☁·✘，牛頓假定保持此不同流速的氣力正比於流體的相對速度或速度梯度☁·✘，即☁▩：　τ= ηdv/dx =ηD(牛頓公式) 其中η與材料性質有關☁·✘，我們稱為&安全鞋實驗機ldquo;粘度”₪•↟。　

定義

　　將兩塊面積為1m2的板浸於液體中,兩臺灣高鐵實驗機板距離為1米,若加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₪•↟。鋼筋曲折實驗機　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為正比關係₪•↟。　非牛頓流體☁▩：不符合牛頓公式τ/D=f(D)☁·✘，以ηa表示1定(τ/D)下的粘度☁·✘，稱表觀粘度₪•↟。

　　又稱黏性係數✘₪✘•、剪下粘度或動力粘度₪•↟。流體的1種物理屬性☁·✘，用以衡量流體的粘性☁·✘，對牛頓流體☁·✘，可用牛頓粘性定律定義之☁▩：

　　式中μ為流體的黏度;τyx為剪下應力;ux為速度份量;x✘₪✘•、y為座標軸;dux/dy為剪下應變率₪•↟。流體的粘度μ與其密度ρ的比值稱為運動粘度☁·✘，以v表示₪•↟。

　　粘度隨溫度的不同而有顯著變化☁·✘，但通常隨壓力的不同產生的變化較小₪•↟。液體山紡安全帶實驗機粘度隨著溫度升高而減小☁·✘，氣體粘度則隨溫度升高而增大₪•↟。對溶液☁·✘，經常使用相對粘度μr表示溶液粘度μ和溶劑粘度μ之比☁·✘，即☁▩：

　　相對粘度與濃度C的關係可表示為☁▩：

　　μr=1+【μ】C+K′【μ】C+…

　　式中【μ】為溶液的特性粘度☁·✘，

　　K′為係數₪•↟。【μ】✘₪✘•、K′均與濃度無關₪•↟。

　　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✘₪✘•、水和甘油灌封膠低溫拉伸實驗機的動力粘度和運動粘度為☁▩：

　　空氣　μ=17.9×10^⑹Pa·s☁·✘，　v=14.8×10^⑹m/s

　　水　μ=1.巨孚儀器可程式恆溫恆溼實驗機01×粘結強度實驗機;10^⑶Pa·s☁·✘，　v=1.01×10^⑹m/s

　　甘油　μ=1.499Pa·s☁·✘，　v=1.19×10^⑶m/s

　　由於粘度的作用☁·✘，使物電子蠕變持久實驗機體在流體中運動時遭到磨擦阻力和壓差阻力☁·✘，造成機械能的消耗(見活動阻力)₪•↟。

　　各種流體的粘度資料☁·✘，主要由實驗測得₪•↟。經常使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情勢的粘度計來測定特定的條件粘度₪•↟。如煉油工業中經常使用恩氏粘度(或恩格拉粘度)作為手動磨擦脫色實驗機石油產品的1個指標☁·✘，它表示某1溫度下200cm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係可按經驗公式換算₪•↟。又如橡膠工業中經常使用門尼粘度為衡量橡膠平均份子量及可塑性的1個指標₪•↟。

　　在缺少粘度實驗資料時☁·✘，可按理論公式或經驗公式估算粘度₪•↟。對壓力不太高的氣體☁·✘，估算結果較準;對液體則較差₪•↟。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;複合式鹽霧實驗機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→∞☁·✘，;當分散相為氣泡時鋼簾線拉力實驗機☁·✘，μd→0☁·✘，&包裝箱實驗機mu;m=(1+φ)&mu車燈衝擊實驗機; ₪•↟。

　　粘度是流體粘滯性的1種量度☁·✘，是流體活動力對其內部磨擦現象的1種表示₪•↟。粘度大表現內磨擦力大☁·✘，份子量越大☁·✘，碳氫結合越多☁·✘，這類氣力也越大₪•↟。粘度對各種潤滑油✘₪✘•、彈簧改變疲勞實驗機質量鑑別和肯定用處☁·✘，及各種燃料用油的燃燒效能及用度等有決定意義₪•↟。在一樣餾出溫度下☁·✘，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小;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₪•↟。 粘度經常使用運動粘度表示☁·✘，單位mm2/s₪•↟。重質燃料油粘度大☁·✘，經預熱使運動粘度到達18~20mm2/s(40℃)☁·✘，有益於噴油嘴均勻噴油₪•↟。

　　測定

　　粘度測定有☁▩：動力粘度✘₪✘•、運動粘度和條件粘度3種測定方法₪•↟。

　　(1)動力粘度☁▩：ηt是2液體層相距1釐米☁·✘，其面積各為1(平方釐米)相翼渤翔實驗機對移動速度為1釐米/秒時所產生的阻力☁·✘，單位為克/釐米·秒₪•↟。1克/釐米·秒=1泊1般☁▩：工業上動力粘度單位用泊來表示₪•↟。

　　(2)運動粘度☁▩：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)☁·✘，實際測定中經常使用釐斯☁·✘，(cst)表示釐斯的單位為每秒平方毫米(即1cst=1mm2/s)₪•↟。運動粘度廣泛用於測定噴氣燃料油✘₪✘•、柴油✘₪✘•、潤滑油等液體石油產品深色石油產品✘₪✘•、使用後的潤滑油✘₪✘•、原油等的粘度☁·✘，運動粘度的測定採取逆流法

　　(3)條件粘度☁▩：指採取不同的特定粘度計所測得的以條件單位表示的粘度☁·✘，各國通經常使用的條件粘度有以下3種☁▩：

　　①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度₪•↟。是1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1定量的試樣☁·✘，在規定溫度(如100ºF✘₪✘•、F210ºF或122ºF等)下從賽氏粘度計流蠕變實驗機出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1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3種條件粘度測定法☁·✘，在歐美各國經常使用☁·✘，我國除採取恩氏粘度計測定深色潤滑油及殘渣油外☁·✘，其餘兩種粘度計很少使用₪•↟。3種條件粘度表示方法和單位各不相同☁·✘，但它們之間的關係可透過圖表進行換算₪•↟。同時恩氏粘度與運動粘度也可換算☁·✘，這樣就方便靈活很多了₪•↟。

　　粘度的測定有許多方法☁·✘，如轉桶法✘₪✘•、瓦楞紙箱抗壓實驗機落球法✘₪✘•、阻尼振動法✘₪✘•、杯式粘度計法✘₪✘•、毛細管法等等₪•↟。對粘度較小的流體☁·✘，如水✘₪✘•、乙醇✘₪✘•、紙箱跌落實驗機4氯化碳等☁·✘，經常使用毛細管粘度計丈量;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☁·✘，經常使用落球法測定;對粘度為0.1～100Pa•s範圍的液體☁·✘，也可用轉筒法進行測定₪•↟。

　　

其他概念

　　實驗室測定粘度的原理1般人工氣候實驗床墊滾筒耐久實驗機機大都是由斯托克斯公式和泊肅葉公式匯出有關粘滯係數的表示式☁·✘，求得粘滯係數₪•↟。　粘度的大小取決於液體的性質與溫度☁·✘，溫度升高☁·✘，粘度將迅速減小₪•↟。因此☁·✘，要測定粘度☁·✘，必須準確地控制溫度的變化才成心義₪•↟。粘度引數的測定☁·✘，對預測產品生產程序的工藝控制✘₪✘•、輸送性和產品在使用時的操作性☁·✘，具有重要的指點價值☁·✘，在印刷✘₪✘•、醫藥✘₪✘•、石油✘₪✘•、汽車等諸多行業有側重要的意義₪•↟。

　　1845年☁·✘，英國數學家✘₪✘•、物理學家斯托克斯(G. G.Stokes, 1819⑴903)和法國的納維(C.L.M.H. Navier)等人分別推匯出粘滯流體力學中最基本的方程組☁·✘，即納維-斯托克斯方程☁·✘，奠定了傳統流體力學的基礎₪•↟。

　　1851年☁·✘，斯托克斯推匯出固體球體在粘性介質中作緩慢運動時所受的阻力的計算公式☁·✘，得出在給定力(重力)的作用下☁·✘，阻力與流速✘₪✘•、粘滯係數成比例☁·✘，即關於阻力的斯托斯公式₪•↟。

　　納維-斯托克斯方程是數學中最難堪解的非線性方程中的1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1百多個特解被解出來☁·✘，是最複雜的✘₪✘•、還沒有被完全解決的世界級數學困難之1₪•↟。

　　

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