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動力粘度和運動粘度

更新時間:2024-11-13   點擊次數:1802次

粘度是粘性的程度,又稱粘(滯)性系數,是量度流體粘滯性大小的物理量。根據牛頓(Newton)粘性定律和泊肅葉(Poiseuille)定律,粘度分為動力粘度和運動粘度兩種。

其中,動力粘度和運動粘度既有相關性,又屬于兩個不同的概念,大家往往容易把動力粘度和運動粘度的概念混淆。

動力粘度指使用單位距離的單位面積液層,產生單位流速所需之力,又稱旋轉粘度。在國際單位制(SI)中,動力粘度單位是Pa.s。計算液體的動力粘度公式:μ=τ/(du/dy),τ為液流單位面積上的內摩擦阻力(剪切應力),du/dy為速度梯度(剪切速率)。

運動粘度是流體的動力粘度與同溫度下該流體的密度的比值,又稱比密粘度。 運動粘度ν=μ/ρ,μ表示液體的動力粘度,ρ表示液體的密度。運動粘度是流體在重力作用下流動阻力的度量,運動粘度的國際單位制(SI)單位是(m^2)/s。

動力粘度通常使用旋轉粘度計測定。動力粘度的法定度量單位-毫帕/秒(mPa·s)。粘度通常是動力粘度的縮寫,單位為 Pa·s 或 mPa·s。過去使用的動力粘度單位為泊或厘泊,泊(Poise)或厘泊(cP)為非法定計量單位。

1Pa.s==10P=103cP

1 cP = 1 mPa.s(m為小寫,表示‘毫帕秒’)

運動粘度通常用毛細管粘度計測定。在國際單位制(SI)中,運動粘度的單位是(m^2)/s。過去通常使用厘斯(cSt)作運動粘度的單位,它等于10-6m2/s,即1cSt=1mm2/s。

需要注意的是,不能用運動粘度來衡量流動阻力的大小,而動力粘度才是流動阻力的度量。參閱下面的數據(20℃水與空氣的動力粘度μ,運動粘度ν與密度ρ值):

μ水=1.002mPa.s

μ空氣=0.018mPa.s

μ水比μ空氣大55.7

ν水=1.0038cm2/s

ν空氣=15cm2/s

ν水比ν空氣小15

ρ水=0.9982g/cm3

ρ空氣=0.0012g/cm3

ρ水比ρ空氣大832


可以看出,水比空氣的動力粘度大得多,而空氣比水的運動粘度又大得多(這是因為水的密度比空氣的大得多的緣故)。我們在水中行中時明顯感到比在空氣中行走的阻力大,正是由于水的動力粘度比空氣的大,因此,不能簡單地用運動粘度去度量流動阻力的大小。



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