流体的黏性和粘度

（液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的粘性，粘性的大小用粘度表示，粘度又分为动力黏度与运动黏度度。

）粘度基础知识：粘度分为动力粘度，运动粘度和条件粘度。

1.粘度简介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.(见图) 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. 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”。

2.粘度定义将两块面积为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（帕斯卡 .秒）。

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。

又称粘性系数、剪切粘度或动力粘度。

流体的一种物理属性，用以衡量流体的粘性，对于牛顿流体，可用牛顿粘性定律定义之：式中μ为流体的黏度；τyx为剪切应力；ux为速度分量；x、y为坐标轴；dux/dy为剪切应变率。

流体的粘度μ与其密度ρ的比值称为运动粘度，以v表示。

粘度随温度的不同而有显著变化，但通常随压力的不同发生的变化较小。

液体粘度随着温度升高而减小，气体粘度则随温度升高而增大。

对于溶液，常用相对粘度μr表示溶液粘度μ和溶剂粘度μ之比，即：相对粘度与浓度C的关系可表示为：μr＝1＋【μ】C＋K′【μ】C＋…式中【μ】为溶液的特性粘度，K′为系数。

流体的粘性流体的粘性： 流体本身阻滞其质点相对滑动的性质。

粘度：度量流体粘性的大小。

同一流体的粘度随流体的温度和压力而变化。

通常温度上升，液体的粘度下降，而气体的粘度上升。

流体的粘度只有在很高压力下才需要进行压力校正，而气体粘度与压力，温度关系密切。

1 动力粘度dh duτη=(公式1.0)其中η—流体的动力粘度， Pa. S:τ—单位面积上的内摩擦力， Pa.dh du---速度梯度 l/su----流体的流速 m/sh---两流体层间距离 m动力粘度的单位是Pa. S ( 帕斯卡. 秒)， 是国际单位制（S. I ）的导出单位，是法定单位。

以前常用的单位是P （泊），cP (厘泊), μP (微泊)为CGS 单位制。

1Pa.s =10 P 1 cp =1 mP. S.公式1.0为牛顿内摩擦定律的表达式，凡粘性服从该公式的流体为牛顿流体。

否则为非牛顿流体。

全部的气体、气体均匀混合物、大多数液体及含有少量球形微粒的液体都为牛顿流体。

非牛顿流体种类繁多，如高分子的溶液、钻井用泥浆、油漆、纸浆液、有机胶体、血浆、低温下的原油、汽油中的高聚合物等。

2 运动粘度流体的动力粘度与其密度的比值称为运动粘度。

ρηυ=υ—运动粘度 m 2/s单位 m 2/s 为国际单位制度（SI ），以前常用的单位为斯托克斯(St)、厘斯(cSt) 等单位。

1m 2/s ==104St3 恩氏粘度用200ml 的液体流过恩格勒粘度计所需要的时间t 与温度为293K 的同体积的蒸馏水流过同一仪器所需的时间t0的比值为恩氏粘度。

0t t E =E=135*103υ4 雷诺数 雷诺数是一个表征流体惯性力与粘性之比的无量量纲。

如果雷诺数小，粘性力占主要地位，反之，雷诺数大，惯性力是主要的，粘性对流动的影响只有在附面层内或速度梯度比较大的区域的才是主要的。

5 气穴在流动的液体中形成一些充满蒸汽和气体的气穴的原因是因为：在液体中因流动使压力P下降到低于该温度下的蒸汽压力Pv，蒸汽突然形成，由于从液态到气态的转化工程中体积突然增大，压力又重新上升，蒸汽凝结并把气穴填满，以后气穴崩溃，瓦解发出猛烈的噪声，并使流体流动失常，流量计出现错误指示，有时还损坏检测件，产生气蚀。

流体各种单位换算粘度及换算公式液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。

由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时，流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。

处于相对静止状态的流体中不存在剪切变形，因而也不存在变形的抵抗，只有当运动流体流层间发生相对运动时，流体对剪切变形的抵抗，也就是粘性才表现出来。

粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。

粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。

当液体流动时，由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的粘性使流体内各处的速度大小不等，以流体沿如图1-4所示的平行平板间的流动情况为例，设上平板以速度u向右运动，下平板固定不动。

紧贴于上平板上的流体粘附于上平板上，其速度与上平板相同。

紧贴于下平板上的流体粘附于下平板图1-4液体的粘性示意图上，其速度为零。

中间流体的速度按线性分布。

我们把这种流动看成是许多无限薄的流体层在运动，当运动较快的流体层在运动较慢的流体层上滑过时，两层间由于粘性就产生内摩擦力的作用。

根据实际测定的数据所知，流体层间的内摩擦力F与流体层的接触面积A及流体层的相对流速du成正比，而与此二流体层间的距离dz成反比，即：F=μAdu/dz以τ=F/A表示切应力，则有：τ＝μdu/dz (1-1)式中：μ为衡量流体粘性的比例系数，称为绝对粘度或动力粘度；du/dz表示流体层间速度差异的程度，称为速度梯度。

上式是液体内摩擦定律的数学表达式。

当速度梯度变化时，μ为不变常数的流体称为牛顿流体，μ为变数的流体称为非牛顿流体。

除高粘性或含有大量特种添加剂的液体外，一般的液压用流体均可看作是牛顿流体。

流体的粘度通常有三种不同的测试单位。

(1)绝对粘度μ。

流体力学中的流体的黏性尺度在流体力学领域中，黏性是描述流体内部分子之间相互作用的一种特性，而黏性尺度则可以用来量化流体的黏性程度。

黏性尺度是流体力学中的一个重要概念，它对于理解流体流动的行为以及预测流体力学现象具有重要意义。

黏性是指流体内部分子间的相互作用力。

在流体运动中，粘性会阻碍流体分子的相对运动，使得流体粒子产生内摩擦。

黏性的大小与流体分子间的相互作用力强弱有关，一般来说，分子间相互作用力越强，流体的黏性就越大。

在流体力学中，黏性尺度是用来描述黏性的程度或者衡量流体黏性大小的一个量。

黏性尺度的定义不是唯一的，常见的有动力学黏度和运动黏度等。

动力学黏度是描述流体粘滞性质的重要参数，通常用希金斯粘度公式来计算。

希金斯粘度公式表示为：μ = ηρ其中，μ是动力学黏度，η是流体的运动粘度，ρ是流体的密度。

运动黏度是指单位面积上流体沿着垂直于流动方向的速度梯度产生的切应力与速度梯度之比。

运动黏度是流体黏性的度量，其大小取决于流体分子间的相互作用力以及分子的尺度。

在流体力学中，可以通过弹性散射或者粘性流动等实验方法来测量流体的运动黏度。

流体的黏性尺度与流体的运动黏度密切相关，一般来说，流体的运动黏度越大，其黏性尺度也会相应增大。

黏性尺度的增大会导致粘性流体的流动变得更加缓慢，流速与摩擦力的关系也会发生变化。

黏性尺度在流体力学中具有重要的应用价值。

例如，在微尺度下，流体的黏性尺度会增大，此时流体的黏性效应会显著影响流动行为。

微尺度下的流体流动行为可以通过纳米流体力学来进行研究。

此外，黏性尺度也与流体的层流和湍流转换有关。

在一定的黏性尺度范围内，流体通常呈现层流状态；而当黏性尺度超过一定阈值时，流体往往会出现湍流现象。

研究流体的黏性尺度可以帮助我们理解和预测流体流动的转变过程。

总之，流体力学中的流体黏性尺度是一个重要的概念，用于描述流体黏性的大小。

黏性尺度与流体的运动黏度相关，研究黏性尺度可以帮助我们更好地理解流体的流动行为和预测流体力学现象。

流体粘滞力1. 什么是流体粘滞力？流体粘滞力是指流体内部分子间相互摩擦的力量。

当流体流动时，分子之间会相互碰撞，并能够相互传递动量和能量，产生摩擦力。

流体粘滞力的大小取决于流体的黏性以及流体与固体边界之间的相互作用。

2. 流体粘滞力的表达式在流体力学中，流体粘滞力可以用牛顿的粘滞定律来描述。

根据牛顿的粘滞定律，流体粘滞力与流体的粘性系数（也称为黏度）以及流体的切变速率成正比。

其表达式可以表示为：F = η * A * du/dy其中： - F 表示粘滞力 - η 表示流体的粘性系数或黏度 - A 表示流体流动的交叉面积 - du/dy 表示单位长度内的切变速率3. 流体粘滞力的影响因素流体粘滞力的大小会受到多个因素的影响，包括： - 流体的粘性（黏度）：流体的粘度越高，流体粘滞力越大。

- 流体的切变速率：流体的切变速率越大，流体粘滞力越大。

- 流体的温度：温度升高会降低流体的粘度，从而减小流体粘滞力。

- 流体的流动性质：不同类型的流体具有不同的流动性质，如层流、湍流等，在不同的流动模式下，粘滞力的大小也会有所不同。

4. 流体粘滞力的应用流体粘滞力在许多领域有着重要的应用，以下是一些常见的应用示例：4.1 汽车工程在汽车工程中，流体粘滞力对于车辆的空气动力学性能至关重要。

通过减小车辆表面的粗糙度和优化车辆外形，可以降低空气流动时产生的粘滞力，从而减小车辆的空气阻力，提升车辆的燃油效率。

4.2 管道输送在石油、天然气等管道输送过程中，流体粘滞力会对输送效率产生重要影响。

通过控制输送流体的温度和黏度，可以降低流体在管道内的摩擦阻力，提高输送效率。

4.3 医学领域在医学领域，流体粘滞力的研究对于了解血液流动和呼吸系统的功能至关重要。

通过研究流体粘滞力，可以帮助诊断血液疾病和改善呼吸系统的治疗方法。

4.4 电子芯片制造在电子芯片制造过程中，粘滞力被用于控制涂覆和喷涂工艺中的流体粘附和流动情况。

通过精确控制粘滞力，可以提高电子芯片制造的精度和质量。

粘度是流体粘滞性的一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。

粘度大表现内摩擦力大，分子量越大，碳氢结合越多，这种力量也越大。

粘度对各种润滑油、质量鉴别和确定用途，及各种燃料用油的燃烧性能及用度等有决定意义。

在同样馏出温度下，以烷烃为主要组份的石油产品粘度低，而粘温性较好，即粘度指数较高，也就是粘度随温度变化而改变的幅度较小；含环烷烃（或芳烃）组份较多的油品粘度较高，即粘温性较差；含胶质和芳烃较多油品粘度最高，粘温性最差，即粘度指数最低。

粘度常用运动粘度表示，单位mm2/ｓ。

重质燃料油粘度大，经预热使运动粘度达到18~20mm2/ｓ（40℃），有利于喷油嘴均匀喷油。

运动粘度表示液体在重力作用下流动时内磨擦力的量度，在流体润滑状态下，流体的粘性决定着摩擦副的承载能力、润滑膜厚度、摩擦损失、机械效率、润滑剂流量和温升等。

粘度表征粘性的大小，它的单位是帕斯卡秒（Pa·s）。

在工程计算中还用粘度与密度之比，即v＝η/p作为粘度，称为运动粘度，它的单位是平方米每秒（m2/s）。

其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比，在国际单位制中以米2/秒表示。

习惯用厘斯（cSt）为单位。

1厘斯=10-6米2/秒=1毫米2/秒。

油品相关术语解释1、石油：地下天然存在的，主要是由多种烃（可以含有像硫、氧、氮那样的非金属元素）组成的复杂混合物。

2、密度：是指在规定温度下，单位体积内所含物质的质量数，以kg/m3或g/cm3表示。

主要用在换算数量与交货验收的计量和某些油品的质量控制，以及简单判断油品性能上。

3、硫含量：是指存在于油品中的硫及其微生物（硫化氢、硫醇、二硫化物等）的含量。

燃料中硫含量大时，燃烧后会生成较多的二氧化硫再转变为三氧化硫，遇凝结水生成腐蚀性很强的硫酸，对机件进行腐蚀，还会对周边环境产生污染。

4、硫醇硫：是喷气燃料或汽油中有腐蚀活性的物质，通式为R*SH。

硫醇硫不仅引起燃料系统的腐蚀，还会引起发发动机本身的腐蚀和腐蚀密封橡胶，特别是挥发性的硫醇具有特殊刺激性臭味，造成大气污染。

流体的粘性及粘度的概念流体的粘性是指流体内部分子之间的内聚力，也称为内摩擦力。

当流体流动时，由于分子间的内聚力作用，会使流体内部发生相对滑动，从而产生内部摩擦力，使得流体表现出一种阻碍流动的性质，这种性质就是流体的粘性。

而粘度则是用来表示流体粘性大小的物理量，也称为黏度。

粘度越大，表示流体的粘性越大，流体内部分子之间的内聚力越大，流体越难以流动，反之亦然。

粘性是流体的一种基本特性，对流体的性质和运动过程有着重要的影响。

在实际生活中，我们可以清楚地感受到不同流体的粘性差异。

比如，水和蜂蜜的流动性就存在明显的差异，这是由于它们的粘度不同造成的。

水是一种低粘度的流体，它具有很好的流动性，而蜂蜜则是一种高粘度的流体，其流动性很差。

因此，通过粘性的概念，我们可以更好地理解和掌握流体的性质和行为。

在物理学和工程学领域，粘性和粘度的概念也具有重要的应用价值。

首先，粘性和粘度是研究流体力学和流变学的重要概念。

通过测定流体的粘度，可以了解流体的流动特性，比如阻力大小、粘滞度等。

其次，粘性和粘度也是工程设计和生产过程中需要考虑的因素。

比如，在润滑油的选择和机械设备的设计中，需要根据流体的粘度来确定最佳的使用条件。

此外，在化工生产过程中，流体的粘度也是影响生产效率和产品质量的重要因素之一。

除此之外，粘度还对流体的稳定性和变形过程具有重要影响。

在一些情况下，流体的粘度可以抑制或增强流体的变形，从而影响流体的性质和行为。

此外，在地质、气象、生物等领域，流体的粘度也具有重要意义。

比如，在地球内部的岩浆运动中，岩浆的粘度可以影响地壳板块的运动方式；在大气环流中，大气的粘度可以影响风的受阻和扭曲；在生物体内，血液和淋巴液的粘度对于营养物质的输送和代谢有着重要的影响。

衡量流体粘度大小的常用物理量是动力粘度和运动粘度。

动力粘度是指单位面积上，单位时间内单位压力下单位长度内的流体流动速度梯度，通常用希来（Pa·s）作为单位。