黏度

黏度也可以稱為粘度，是指流體對流動所表現的阻力。當流體 (氣體或液體) 流動時， 一部分在另一部分上面流動時， 就受到阻力， 這是流體的內摩擦力。要使流體流動就需在流體流動方向上加一切線力以對抗阻力作用。

黏度係數(簡稱黏度)η的物理意義是： 在相距單位距離的兩液層中， 使單位面積液層維持單位速度差所需的切線力。其單位在厘米·克·秒(c·g·s)制中為泊(g·cm-1·s-1)，在SI制中為帕斯卡·秒(Pa·s或kg·m-1·s-1)，1泊=0.1帕·秒。

基本介紹

• 中文名：黏度
• 外文名：viscosity
• 相關概念：流體力學,N-S方程
• 測定方法：動力黏度、運動黏度和條件黏度
• 別名：粘度
• 套用：質量傳輸

基本概念

黏度又稱黏滯係數，是量度流體黏滯性大小的物理量。流體中相距dx的兩平行液層，由於內摩擦，使垂直於流動方向的液層間存在速度梯度dv/dx，當速度梯度為1個單位，相鄰流層接觸面S上所產生的黏滯力F(亦稱內摩擦力)即黏度，以η表示：η= ，單位：Pa·s。其大小與物質的組成有關，質點間相互作用力愈大，黏度愈大。組成不變時，固體和液體的黏度隨溫度的上升而降低(氣體與此相反)，其關係可粗略地用式：η=η₀Exp(E/KT)表示，式中η₀為常數，E為激活能，K為波爾茲曼常數，T為絕對溫度。

對玻璃來說，同一黏度值其化學組成不同對應的溫度值也不同，但它所處的狀態及物理性能基本相同，為此通常以黏度數據來表征玻璃的某些特徵點，如應變點、轉變溫度、軟化點、流動溫度等，對應的黏度值分別為10，10，4.5×10，10Pa·s，是玻璃工藝中的重要參數。

主要參數

在單位液層面積上施加的這種力,稱為切應力τ(N/m²)，相應的切變速率(D) D=dv /dx。切應力與切變速率是表征體系流變性質的兩個基本參數

牛頓以圖1的模式來定義流體的黏度。兩不同平面但平行的流體，擁有相同的面積”A”，相隔距離”dx”，且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流動，牛頓假設保持此不同流速的力量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“黏度”。

圖1

黏滯力：是流體受到剪應力變形或拉伸應力時所產生的阻力。在日常生活方面，黏滯像是“黏稠度”或“流體內的摩擦力”。因此，水是“稀薄”的，具有較低的黏滯力，而蜂蜜是“濃稠”的，具有較高的黏滯力。簡單地說，黏滯力越低（黏滯係數低）的流體，流動性越佳。黏滯力是黏性液體內部的一種流動阻力，並可能被認為是流體自身的摩擦。黏滯力主要來自分子間相互的吸引力。例如，高黏度酸性熔岩產生的火山通常為高而陡峭的錐狀火山，因為其熔岩濃稠，在其冷卻之前無法流至遠距離因而不斷向上累加；而黏滯力低的鎂鐵質熔岩將建立一個大規模、淺傾的斜盾狀火山。所有真正的流體（除超流體）有一定的抗壓力，因此有黏性。

牛頓流體：符合牛頓公式的流體。 黏度只與溫度有關，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表示一定（τ/D）下的黏度，稱表觀黏度。

理想流體：沒有阻力對抗剪應力的流體被稱為理想流體或無黏流體。

測定方法

通常情況下黏度測定有：動力黏度、運動黏度和條件黏度三種測定方法。

動力黏度

ηt是二液體層相距1厘米，其面積各為1(平方厘米)相對移動速度為1厘米/秒時所產生的阻力，單位為克/厘米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般：工業上動力黏度單位用泊來表示。

運動黏度

在溫度t℃時，運動黏度用符號γ表示，在國際單位制中，運動黏度單位為斯，即每秒平方米(m²/s)，實際測定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即 1cst=1mm²/s)。運動黏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、原油等的黏度，運動黏度的測定採用逆流法

條件黏度

指採用不同的特定黏度計所測得的以條件單位表示的黏度，各國通常用的條件黏度有以下三種：

①恩氏黏度又叫思格勒(Engler)黏度。是一定量的試樣，在規定溫度(如：50℃、80℃、100℃)下，從恩氏黏度計流出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，恩氏黏度用符號Et表示，恩氏黏度的單位為條件度。

②賽氏黏度，即賽波特(sagbolt)黏度。是一定量的試樣，在規定溫度(如100ºF、F210ºF或122ºF等)下從賽氏黏度計流出200毫升所需的秒數，以“秒”單位。賽氏黏度又分為賽氏通用黏度和賽氏重油黏度(或賽氏弗羅(Furol)黏度)兩種。

③雷氏黏度即雷德烏德(Redwood)黏度。是一定量的試樣，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。雷氏黏度又分為雷氏1號(Rt表示)和雷氏2號(用RAt表示)兩種。

上述三種條件黏度測定法，在歐美各國常用，我國除採用恩氏黏度計測定深色潤滑油及殘渣油外，其餘兩種黏度計很少使用。三種條件黏度表示方法和單位各不相同，但它們之間的關係可通過圖表進行換算。同時恩氏黏度與運動黏度也可換算。