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黏度

补充:0  浏览:6927  发布时间:2013-6-18


  黏度 Viscosity,也写作粘度。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。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。 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。
  主要参数
  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
  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:
  τ= ηdv/dx =ηD(牛顿公式) 其中η与材料性质有关,我们称为“粘度”。
  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。
  黏滞力是流体受到剪应力变形或拉伸应力时所产生的阻力。在日常生活方面,黏滞像是“黏稠度”或“流体内的摩擦力”。因此,水是“稀薄”的,具有较低的黏滞力,而蜂蜜是“浓稠”的,具有较高的黏滞力。简单地说,黏滞力越低(黏滞系数低)的流体,流动性越佳。
  黏滞力是粘性液体内部的一种流动阻力,并可能被认为是流体自身的摩擦。黏滞力主要来自分子间相互的吸引力。例如,高粘度酸性熔岩产生的火山通常为高而陡峭的锥状火山,因为其熔岩浓稠,在其冷却之前无法流至远距离因而不断向上累加;而黏滞力低的镁铁质熔岩将建立一个大规模、浅倾的斜盾状火山。所有真正的流体(除超流体)有一定的抗压力,因此有粘性。
  没有阻力对抗剪剪应力的流体被称为理想流体或无粘流体。
  测定方法
  黏度测定有:动力黏度、运动黏度和条件黏度三种测定方法。
  (1)动力黏度: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/厘米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般:工业上动力黏度单位用泊来表示。
  (2)运动黏度:在温度t℃时,运动黏度用符号γ表示,在国际单位制中,运动黏度单位为斯,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)。运动黏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、原油等的黏度,运动黏度的测定采用逆流法。
  (3)条件黏度:指采用不同的特定黏度计所测得的以条件单位表示的黏度,各国通常用的条件黏度有以下三种:
  ①恩氏黏度又叫思格勒(Engler)黏度。是一定量的试样,在规定温度(如:50℃、80℃、100℃)下,从恩氏黏度计流出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,恩氏黏度用符号Et表示,恩氏黏度的单位为条件度。
②赛氏黏度,即赛波特(sagbolt)黏度。是一定量的试样,在规定温度(如100ºF、F210ºF或  122ºF等)下从赛氏黏度计流出200毫升所需的秒数,以“秒”单位。赛氏黏度又分为赛氏通用黏度和赛氏重油黏度(或赛氏弗罗(Furol)黏度)两种。
  ③雷氏黏度即雷德乌德(Redwood)黏度。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。雷氏黏度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。
  总结
  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。

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