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动力粘度和运动粘度

更新时间:2024-11-13   点击次数:174次

粘度是粘性的程度,又称粘(滞)性系数,是量度流体粘滞性大小的物理量。根据牛顿(Newton)粘性定律和泊肃叶(Poiseuille)定律,粘度分为动力粘度和运动粘度两种。

其中,动力粘度和运动粘度既有相关性,又属于两个不同的概念,大家往往容易把动力粘度和运动粘度的概念混淆。

动力粘度指使用单位距离的单位面积液层,产生单位流速所需之力,又称旋转粘度。在国际单位制(SI)中,动力粘度单位是Pa.s。计算液体的动力粘度公式:μ=τ/(du/dy),τ为液流单位面积上的内摩擦阻力(剪切应力),du/dy为速度梯度(剪切速率)。

运动粘度是流体的动力粘度与同温度下该流体的密度的比值,又称比密粘度。 运动粘度ν=μ/ρ,μ表示液体的动力粘度,ρ表示液体的密度。运动粘度是流体在重力作用下流动阻力的度量,运动粘度的国际单位制(SI)单位是(m^2)/s。

动力粘度通常使用旋转粘度计测定。动力粘度的法定度量单位-毫帕/秒(mPa·s)。粘度通常是动力粘度的缩写,单位为 Pa·s 或 mPa·s。过去使用的动力粘度单位为泊或厘泊,泊(Poise)或厘泊(cP)为非法定计量单位。

1Pa.s==10P=10³cP

1 cP = 1 mPa.s(m为小写,表示‘毫帕秒’)

运动粘度通常用毛细管粘度计测定。在国际单位制(SI)中,运动粘度的单位是(m^2)/s。过去通常使用厘斯(cSt)作运动粘度的单位,它等于10-6m2/s,即1cSt=1mm2/s。

需要注意的是,不能用运动粘度来衡量流动阻力的大小,而动力粘度才是流动阻力的度量。参阅下面的数据(20℃水与空气的动力粘度μ,运动粘度ν与密度ρ值):

μ水=1.002mPa.s

μ空气=0.018mPa.s

μ水比μ空气大55.7

ν水=1.0038cm2/s

ν空气=15cm2/s

ν水比ν空气小15

ρ水=0.9982g/cm3

ρ空气=0.0012g/cm3

ρ水比ρ空气大832


可以看出,水比空气的动力粘度大得多,而空气比水的运动粘度又大得多(这是因为水的密度比空气的大得多的缘故)。我们在水中行中时明显感到比在空气中行走的阻力大,正是由于水的动力粘度比空气的大,因此,不能简单地用运动粘度去度量流动阻力的大小。