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运动粘度cSt、动力粘度cP、Pa·s、㎡/s换算傻傻分不清?粘度那些事

2021-11-19 09:09| 发布者: halfsmoke| 查看: 1171| 评论: 0

摘要: 粘度作为流体基本物理性质的一种,在化工流体输送和设备选型中具有重要作用。常用粘度包括动力粘度、运动粘度、恩氏粘度等。历史上著名的沥青滴落实验先说个有趣的实验--沥青滴落实验,澳大利亚帕内尔教授于1927年开 ...

粘度作为流体基本物理性质的一种,在化工流体输送和设备选型中具有重要作用。常用粘度包括动力粘度、运动粘度、恩氏粘度等。

历史上著名的沥青滴落实验

先说个有趣的实验--沥青滴落实验,澳大利亚帕内尔教授于1927年开始,目前沥青共滴落了9滴,最近的一滴是2014年,平均滴落一滴需要8-9年的时间。可想而知沥青的粘度有多大!

沥青滴落时间跨度

沥青粘度值跟着温度的波动非常大,加热至200℃,粘度0.1Pa·s左右, 常温时粘度迅速增大,接近固体。常用于铺路、屋顶防水、防渗等。

70#沥青粘度和温度关系

根据粘度随温度变化越明显,粘度指数越小,相反,粘度指数越大,购买润滑油时必须注意。

不同的粘度单位,比如cP,mPa·S,cst,有时候想把两种介质的粘度做个比较,乍一眼看到觉得混乱,如何换算?小编简单说明下动力粘度和运动粘度间如何换算,送给有需要的人。

(一)粘度的物理意义

流体之间的粘度,小编的理解也就是流体分子的结合力,因此流体流动时就展现出内摩擦力。

流体层流流动时的速度梯度
牛顿粘性定律

符合上述定律,也就是流体速度线性分布的流体称为为牛顿流体。根据上图第2式,粘度有可以看作单位速度梯度的剪应力。

按照国际单位制,式中F为内摩擦力,单位N; τ为剪应力,单位Pa;du/dy为速度梯度,单位1/s。μ称为动力粘度。

根据量纲分析法,可推导出粘度μ的国际单位为Pa·s。

运动粘度ν=μ/p,动力粘度除以流体密度。根据量纲分析法,推导出运动粘度ν的国际单位为㎡/s。

(二)粘度换算

需要注意的是cP和cSt并非国际单位,换算时,先换算为国际单位制,再将运动粘度乘以介质所在温度下的密度kg/m3即可得到对应的动力粘度。

动力粘度单位:1cP(厘泊)=0.01P(泊)=1mPa·s=0.001Pa·s=1kg/(m*s)。

运动粘度单位:1cSt(厘斯)=0.01St(斯)=1m㎡/s=0.000001㎡/s=0.0036㎡/h。

以甘油为例,20℃时粘度1500cp左右,密度为1261kg/m3,换算为St(斯)。

1500x0.001Pa·s/1261=1.1895*10(-3次方)㎡/s。因为1St(斯)=0.0001㎡/s,计算得11.895St=1189.5cSt。

(三)粘度影响因素

对于气液相,温度升高,粘度会下降;对于气体,压力升高,分子间力增大,粘度也会升高。溶液浓度越高,粘度越大!

所以部分高粘度液体输送时需要加热,降低粘度和管道阻力,便于输送。

(四)粘度测量方法

测量粘度的方法有多种。毛细管法就是在恒定温度的情况下,将定体积试样装入毛细管中,记录在重力作用下试样流过毛细管的时间t。然后时间t与粘度计的常数相乘,最终得到运动年年度值。粘度计常数主要与毛细管的尺寸有关。

毛细管法测粘度
芬斯克粘度计
粘度计计算

(五)部分数据

常见介质粘度
醋酸水溶液粘度
各质量分数的硫酸粘度
NaCl水溶液粘度

更详细的粘度数据可查询化工物性手册。不当之处,请指正!


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