Меню Закрыть

Кинематическая вязкость формула: Кинематическая / динамическая вязкость — определение, примеры

Коэффициент вязкости ☑️ формулы определения динамической и кинематической вязкости газов и жидкостей, единицы измерения и обозначение, от чего зависит, физический смысл величины

Коэффициент вязкости – это величина, используемая для обозначения силы внутреннего трения текучих веществ. Вязкость – разновидность явлений переноса. Жидкости и газы оказывают сопротивление перемещению двух слоев относительно друг друга. Эта особенность характерна для текучих веществ, связана с движением частиц, из которых и состоят вещества.

Вязкость называют внутренним трением. В его основе находится хаотическое движение молекул, передающих импульс между слоями. Такие импульсные обмены выравнивают скорости перемещения слоев.

Содержание

Коэффициент динамической вязкости

Численное обозначение абсолютной вязкости является индексом сопротивляемости испытуемых веществ взаимному перемещению или скольжению их слоев. 

Единицей измерения коэффициента в системе СИ приняты паскаль-секунды:


Физическая основа динамического показателя заключается в его соответствии касательному напряжению, которое происходит между слоями вещества, перемещающимися относительно друг друга, при условии расстояния между ними, равного единице длины, и на скорости, равной единице.

Вязкость жидкости

Вязкость жидкости определяется формулой, в которой динамический коэффициент определяет пропорциональность скорости движения слоев и расстояния между ними:


  • τ – касательное напряжение;

  • µ — показатель пропорциональности, который является динамическим индексом вещества.

Закон вязкости жидкости был установлен Ньютоном в конце 17 века. Абсолютный показатель зависит от типа газа или жидкости, температуры веществ.

Коэффициент динамической вязкости газа

Для основных газов величины коэффициента при температуре 0 — 600 градусов Цельсия представлены в таблице:


Коэффициент вязкости жидкостей

Для органических жидкостей показания напрямую зависят от температуры. Ниже приведена таблица со значениями абсолютного индекса для веществ при температурах от 0 до 100 градусов Цельсия. 

Единица измерения – миллипаскаль-секунды, что соответствует сантипуазам.

Коэффициент динамической вязкости жидкостей уменьшается при условии нагревания вещества. Другими словами, чем выше температура жидкости, тем менее вязкой она становится.

Связь коэффициента вязкости с числами Рейнольдса и силой трения

Английский механик, физик и инженер Оскар Рейнольдс установил (1876 — 1883 гг.), что характер течения зависит от величины, не имеющей размерностью, и называемой числом Re.

Число Рейнольдса используют для отображения соотношения кинематической энергии вещества к энергопотерям на установленной длине в условиях внутреннего трения.


Примеры решения задач

Попробуем решить следующую задачу.

Установить тип движения жидкого вещества по трубам теплообменника, имеющего структуру «труба в трубе». Параметры внутренней трубы – 25*2 мм, внешней – 50*2,5 мм. Массовый расход воды составляет 4000 кг/ч (обозначение G). Плотность жидкости – 1000 кг/м3. Абсолютный индекс составляет 1•10-3 Па*с.

Действие 1.

Следует узнать эквивалентный диаметр сечения межтрубного пространства:

Действие 2.

Определение скорости воды на основе уравнения расхода:

Действие 3.

По формуле Рейнольдса найти число Re:

Подставляя значения, получаем:

Ответ: режим перемещения воды в межтрубном пространстве является турбулентным.

Коэффициент кинематической вязкости

Кинематическая вязкость – это индекс, который отображает отношение абсолютного показателя вещества к его плотности при установленной температуре. 

Физическая формула соотношения выглядит и единицы измерения можно увидеть на картинке:

Действие 4. Вычисление кинематического показателя, исходя из формулы:

Подставив в уравнение полученные и имеющиеся расчетные данные, получим кинематический индекс вещества.

Заключение

Физический смысл коэффициента вязкости заключается в том, что он демонстрирует, чему равна величина F внутреннего трения, действующая на 1 ед. площади поверхности соприкасающихся слоев при единичном градиенте скорости.

Размерность данной величины и перевод из одних единиц измерения в другие показаны на картинке:


Кинематический коэффициент вязкости

Определение и формула кинематического коэффициента вязкости

В состоянии равновесия разные фазы вещества находятся в покое относительно друг друга. При их относительном движении появляются силы торможения (вязкость), которые стремятся уменьшить относительную скорость. Механизм вязкости можно свести к обмену импульсом упорядоченного перемещения молекул между разными слоями в газах и жидкостях. Возникновение сил вязкого трения в газах и жидкостях относят к процессам переноса. Вязкость твердых тел имеет ряд существенных особенностей и рассматривается отдельно.

Так как в выражении (1) плотность вещества находится в знаменателе, то, например, разреженный воздух при давлении 7,6 мм рт. ст. и температуре 0oC имеет кинематическую вязкость в два раза большую, чем глицерин.

Кинематическая вязкость воздуха при нормальных условиях часто считается равной , поэтому при движении в атмосфере применяют закон Стокса, когда произведение радиуса тела (см) на его скорость () не превышает 0,01.

Кинематическая вязкость воды при нормальных условиях часто считается порядка , поэтому при движении в воде применяют закон Стокса, когда произведение радиуса тела (см) на его скорость () не превышает 0,001.

Кинематическая вязкость и числа Рейнольдса

Числа Рейнольдса (Re) выражают при помощи кинематической вязкости:

   

где — линейные размеры тела, движущегося в веществе, — скорость движения тела.

В соответствии с выражением (2) для тела, движущегося с неизменной скоростью число убывает, если кинематическая вязкость растет. Если число Re небольшое, то в лобовом сопротивлении силы вязкого трения преобладают над силами инерции. И наоборот, большие числа Рейнольдса, которые наблюдаются при малых кинематических вязкостях, указывают на приоритет сил инерции над трением.

Число Рейнольдса мало при заданном значении кинематической вязкости, когда малы размеры тела и скорость его движения.

Единицы измерения кинематического коэффициента вязкости

Основной единицей измерения кинематической вязкости в системе СИ является:

   

В СГС:

=стокс

1ст=0,0001

Примеры решения задач

Коэффициент вязкости, формула и примеры

Определение и формула коэффициента вязкости

Выделяют динамическую вязкость и кинематическую.

Рассмотрим движение газа, обладающего вязкостью как перемещение плоских параллельных слоев. Будем считать, что изменение скорости движения вещества происходит по направлению оси X, которая перпендикулярна к направлению скорости движения газа (рис.1).

Рис. 1

В направлении оси Y скорость движения во всех точках одинакова. Значит, скорость является функцией . В таком случае, модуль силы трения между слоями газа (F), которая действует на единицу площади поверхности, которая разделяет два соседних слоя, описывается уравнением:

   

где — градиент скорости () по оси X. Ось X перепендикулярна направлению движения слоев вещества (рис.1).

Определение

Коэффициент (), входящий в уравнение (1) называется коэффициентом динамической вязкости (коэффициентом внутреннего трения). Он зависит от свойств газа (жидкости). численно равен количеству движения, которое переносится в единицу времени через площадку единичной площади при градиенте скорости равном единице, в направлении перпендикулярном площадке. Или численно равен силе, которая действует на единицу площади при градиенте скорости, равном единице.

Внутренне трение — причина того, что для течения газа (жидкости) сквозь трубу необходима разность давлений. При этом, чем больше коэффициент вязкости вещества, тем больше должна быть разность давлений для придания заданной скорости течению.

Коэффициент кинематической вязкости обычно, обозначают . Он равен:

   

где — плотность газа (жидкости).

Коэффициент внутреннего трения газа

В соответствии с кинетической теорией газов коэффициент вязкости можно вычислить при помощи формулы:

   

где — средняя скорость теплового движения молекул газа, — средняя длина свободного пробега молекулы. Выражение (3) показывает, что при низом давлении (разреженный газ) вязкость почти не зависит от давления, так как Но такой вывод справедлив до момента, пока отношение длины свободного пробега молекулы к линейным размерам сосуда не станет приблизительно равным единице. При увеличении температуры вязкость газов обычно растет, так как

Коэффициент вязкости жидкостей

Считая, что коэффициент вязкости определен силами взаимодействия молекул вещества, которые зависят от среднего расстояния между ними, то коэффициент вязкости определяют экспериментальной формулой Бачинского:

   

где — молярный объем жидкости, А и B — постоянные величины.

Вязкость жидкостей с ростом температуры уменьшается, при увеличении давления растет.

Формула Пуазейля

Коэффициент вязкости входит в формулу, которая устанавливает зависимость между объемом (V) газа, который протекает в единицу времени через сечение трубы и необходимой для этого разностью давлений ():

   

где — длина трубы, — радиус трубы.

Число Рейнольдса

Характер движения газа (жидкости) определяется безразмерным числом Рейнольдса ():

   

— величина, которая характеризует линейные размеры тела, обтекаемого жидкостью (газом).

Единицы измерения коэффициента вязкости

Основной единицей измерения коэффициента динамической вязкости в системе СИ является:

=Па• c

В СГС:

=пуаз

1Па• c=10 пуаз

Основной единицей измерения коэффициента кинематической вязкости в системе СИ является:

   

В СГС:

=стокc

Примеры решения задач

Кинематическая вязкость — это… Что такое Кинематическая вязкость?


Вя́зкость (вну́треннее тре́ние) — одно из трёх явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно.

Различают динамическую вязкость (единицы измерения: пуаз, Па·с) и кинематическую вязкость (единицы измерения: стокс, м²/с, внесистемная единица — градус Энглера). Кинематическая вязкость может быть получена как отношение динамической вязкости к плотности вещества и своим происхождением обязана классическим методам измерения вязкости, таким как измерение времени вытекания заданного объема через калиброванное отверстие под действием силы тяжести.

Прибор для измерения вязкости называется вискозиметром.

Вязкость газов

В кинетической теории газов коэффициент внутреннего трения вычисляется по формуле

\eta=\frac{1}{3}\langle u \rangle \langle\lambda \rangle \rho,

где \langle u \rangle — средняя скорость теплового движения молекул, λ − средняя длина свободного пробега.

Вторая вязкость

Вторая вязкость — внутреннее трение при переносе импульса в направлении движения. Влияет только при учёте сжимаемости и/или при учёте неоднородности коэффициента второй вязкости по пространству.

Вязкость жидкостей

Внутреннее трение жидкостей, как и газов, возникает при движении жидкости вследствие переноса импульса в направлении, перпендикулярном к направлению движения. Общий закон внутреннего трения — закон Ньютона: \tau = - \eta \frac{\partial v}{\partial n}, Коэффициент вязкости η может быть получен на основе соображений о движениях молекул. Очевидно, что η будет тем меньше, чем меньше время t «оседлости» молекул. Эти соображения приводят к выражению для коэффициента вязкости, называемому уравнением Френкеля-Андраде: η = Cew / kT

Иная формула, представляющая коэффициент вязкости, была предложена Бачинским. Как показано, коэффициент вязкости определяется межмолекулярными силами, зависящими от среднего расстояния между молекулами; последнее определяется молярным объёмом вещества VM. Многочисленные эксперименты показали, что между молярным объёмом и коэффициентом вязкости существует соотношение \eta = \frac{c}{V_{M}-b}, где с и b — константы. Это эмпирическое соотношение называется формулой Бачинского.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Ньютоновскими называют жидкости, для которых вязкость не зависит от скорости деформации. Если вязкость падает при увеличении скорости, жидкость называется тиксотропной. Для неньютоновских жидкостей методика измерения вязкости получает первостепенное значение.

Вязкость аморфных материалов

Вязкость аморфных материалов (например, стекла или расплавов), это термически активизируемый процесс[1]:

\eta(T)=A\cdot\exp\left(\frac{Q}{R T}\right),

где Q — энергия активации вязкости (кДж/моль), T — температура (К), R — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль•К) и A — некоторая постоянная.

Вязкое течение в аморфных материалах характеризуется отклонением от закона Аррениуса: энергия активации вязкости Q изменяется от большой величины QH при низких температурах (в стеклообразном состоянии) на малую величину QL при высоких температурах (в жидкообразном состоянии). В зависимости от этого изменения аморфные материалы классифицируются либо как сильные, когда \left(Q_H - Q_L\right)&amp;amp;lt;Q_L, или ломкие, когда \left(Q_H - Q_L\right)\geq Q_L. Ломкость аморфных материалов численно характеризуется параметром ломкости Доримуса R_D=\frac{Q_H}{Q_L}: сильные материалы имеют RD < 2, в то время как ломкие материалы имеют R_D\ge 2.

Вязкость аморфных материалов весьма точно аппроксимируется двуэкспоненциальным уравнением:

\eta(T)=A_1\cdot T\cdot \left[1+A_2\cdot\exp\frac{B}{R T}\right]\cdot\left[1+C\exp\frac{D}{R T}\right]

с постоянными A1, A2, B, C и D, связанными с термодинамическими параметрами соединительных связей аморфных материалов.

В узких температурных интервалах недалеко от температуры стеклования Tg это уравнение аппроксимируется формулами типа VTF или сжатыми экспонентами Кольрауша.

\eta(T)=A_1\cdot T\cdot \left[1+A_2\cdot\exp\frac{B}{R T}\right]\cdot\left[1+C\exp\frac{D}{R T}\right]

Вязкость

Если температура существенно ниже температуры стеклования T < Tg, двуэкспоненциальное уравнение вязкости сводится к уравнению типа Аррениуса

\eta(T)=A_LT\cdot\exp\left(\frac{Q_H}{R T}\right),

с высокой энергией активации QH = Hd + Hm, где Hd — энтальпия разрыва соединительных связей, то есть создания конфигуронов, а Hm — энтальпия их движения. Это связано с тем, что при T < Tg аморфные материалы находятся в стеклообразном состоянии и имеют подавляющее большинство соединительных связей неразрушенными.

При T > > Tg двуэкспоненциальное уравнение вязкости также сводится к уравнению типа Аррениуса

\eta(T)=A_HT\cdot\exp\left(\frac{Q_L}{R T}\right),

но с низкой энергией активации QL = Hm. Это связано с тем, что при T\gg T_g аморфные материалы находятся в расправленном состоянии и имеют подавляющее большинство соединительных связей разрушенными, что облегчает текучесть материала.

Сила вязкого трения

Сила вязкого трения пропорциональна скорости относительного движения V тел, пропорциональна площади S и обратно пропорциональна расстоянию между плоскостями h.

\vec{F}\propto -\frac{\vec{v} \cdot S}{h}

Коэффициент пропорциональности, зависящий от сорта жидкости или газа, называют коэффициентом динамической вязкости. Самое важное в характере сил вязкого трения то, что тела придут в движение при наличии сколь угодно малой силы, то есть не существует трения покоя. Это отличает вязкое трение от сухого.

Примечания

  1. Я. И. Френкель. Кинетическая теория жидкостей. Ленинград, Наука, 1975.

См. также

Ссылки

  • Аринштейн А., Сравнительный вискозиметр Жуковского Квант, № 9, 1983.
  • Измерение вязкости нефтепродуктов — обзор методов и единиц измерения вязкости.
  • R.H. Doremus. J. Appl. Phys., 92, 7619-7629 (2002).
  • M.I. Ojovan, W.E. Lee. J. Appl. Phys., 95, 3803-3810 (2004).
  • M.I. Ojovan, K.P. Travis, R.J. Hand. J. Phys.: Condensed Matter, 19, 415107 (2007).
  • Булкин П. С. Попова И. И.,Общий физический практикум. Молекулярная физика
  • Статья в энциклопедии Химик.ру

Литература

  • Я. И. Френкель. Кинетическая теория жидкостей. — Л.: «Наука», 1975.

Wikimedia Foundation. 2010.

Коэффициент вязкости. Коэффициент динамической вязкости. Физический смысл коэффициента вязкости

Коэффициент вязкости – это ключевой параметр рабочей жидкости либо газа. В физических терминах вязкость может быть определена как внутреннее трение, вызываемое движением частиц, составляющих массу жидкой (газообразной) среды, или, более просто, сопротивлением движению.

коэффициент вязкости

Что такое вязкость

Простейший эмпирический опыт определения вязкости: на гладкую наклонную поверхность одновременно выливают одинаковое количество воды и масла. Вода стекает быстрее масла. Она более текучая. Движущемуся маслу мешает быстро стекать более высокое трение между его молекулами (внутреннее сопротивление – вязкость). Таким образом, вязкость жидкости обратно пропорциональна ее текучести.

Коэффициент вязкости: формула

В упрощенном виде процесс движения вязкой жидкости в трубопроводе можно рассмотреть в виде плоских параллельных слоев А и В с одинаковой площадью поверхности S, расстояние между которыми составляет величину h.

определение коэффициента вязкости жидкости

Эти два слоя (А и В) перемещаются с различными скоростями (V и V+ΔV). Слой А, имеющий наибольшую скорость (V+ΔV), вовлекает в движение слой B, движущийся с меньшей скоростью (V). В то же время слой B стремится замедлить скорость слоя А. Физический смысл коэффициента вязкости заключается в том, что трение молекул, представляющих собой сопротивление слоев потока, образует силу, которую Исаак Ньютон описал следующей формулой:

F = µ × S × (ΔV/h)

Здесь:

  • ΔV – разница скоростей движений слоев потока жидкости;
  • h – расстояние между слоями потока жидкости;
  • S – площадь поверхности слоя потока жидкости;
  • μ (мю) – коэффициент, зависящий от свойства жидкости, называется абсолютной динамической вязкостью.

В единицах измерения системы СИ формула выглядит следующим образом:

µ = (F × h) / (S × ΔV) = [Па × с] (Паскаль × секунда)

Здесь F – сила тяжести (вес) единицы объема рабочей жидкости.

Величина вязкости

В большинстве случаев коэффициент динамической вязкости измеряется в сантипуазах (сП) в соответствии с системой единиц СГС (сантиметр, грамм, секунда). На практике вязкость связана соотношением массы жидкости к ее объему, то есть с плотностью жидкости:

ρ = m / V

Здесь:

  • ρ – плотность жидкости;
  • m – масса жидкости;
  • V – объем жидкости.

Отношение между динамической вязкостью (μ) и плотностью (ρ) называется кинематической вязкостью ν (ν – по-гречески – ню):

ν = μ / ρ = [м2/с]

Кстати, методы определения коэффициента вязкости разные. Например, кинематическая вязкость по-прежнему измеряется в соответствии с системой СГС в сантистоксах (сСт) и в дольных величинах – стоксах (Ст):

  • 1Ст = 10-4 м2/с = 1 см2/с;
  • 1сСт = 10-6 м2/с = 1 мм2/с.

Определение вязкости воды

Коэффициент вязкости воды определяется измерением времени течения жидкости через калиброванную капиллярную трубку. Это устройство калибруется с помощью стандартной жидкости известной вязкости. Для определения кинематической вязкости, измеряемой в мм2/с, время течения жидкости, измеряемое в секундах, умножается на постоянную величину.

В качестве единицы сравнения используется вязкость дистиллированной воды, величина которой почти постоянна даже при изменении температуры. Коэффициент вязкости – это отношение времени в секундах, которое необходимо фиксированному объему дистиллированной воды для истечения из калиброванного отверстия, к аналогичному значению для испытываемой жидкости.

определение коэффициента вязкости

Вискозиметры

Вязкость измеряется в градусах Энглера (°Е), универсальных секундах Сейболта («SUS) или градусах Редвуда (°RJ) в зависимости от типа применяемого вискозиметра. Три типа вискозиметров отличаются только количеством вытекающей жидкой среды.

Вискозиметр, измеряющий вязкость в европейской единице градус Энглера (°Е), рассчитан на 200 см3 вытекающий жидкой среды. Вискозиметр, измеряющий вязкость в универсальных секундах Сейболта («SUS или «SSU), используемый в США, содержит 60 см3 испытываемой жидкости. В Англии, где используются градусы Редвуда (°RJ), вискозиметр проводит измерения вязкости 50 см3 жидкости. Например, если 200 см3 определенного масла течет в десять раз медленнее, чем аналогичный объем воды, то вязкость по Энглеру составляет 10°Е.

Поскольку температура является ключевым фактором, изменяющим коэффициент вязкости, то измерения обычно проводятся сначала при постоянной температуре 20°С, а затем при более высоких ее значениях. Результат, таким образом, выражается путем добавления соответствующей температуры, например: 10°Е/50°С или 2,8°Е/90°С. Вязкость жидкости при 20°С выше, чем ее вязкость при более высоких температурах. Гидравлические масла имеют следующую вязкость при соответствующих температурах:

190 сСт при 20°С = 45,4 сСт при 50°С = 11,3 сСт при 100°С.

коэффициент вязкости воды

Перевод значений

Определение коэффициента вязкости происходит в разных системах (американской, английской, СГС), и поэтому часто требуется перевести данные из одной мерной системы в другую. Для перевода значений вязкости жидкости, выраженных в градусах Энглера, в сантистоксы (мм2/с) используют следующую эмпирическую формулу:

ν(сСт) = 7,6 × °Е × (1-1/°Е3)

Например:

  • 2°Е = 7,6 × 2 × (1-1/23) =15,2 × (0,875) = 13,3 сСт;
  • 9°Е = 7,6 × 9 × (1-1/93) =68,4 × (0,9986) = 68,3 сСт.

С целью быстрого определения стандартной вязкости гидравлического масла формула может быть упрощена следующим образом:

ν(сСт) = 7,6 × °Е(мм2/с)

Имея кинематическую вязкость ν в мм2/с или сСт, можно перевести ее в коэффициент динамической вязкости μ, используя следующую зависимость:

μ = ν × ρ

Пример. Суммируя различные формулы перевода градусов Энглера (°Е), сантистоксов (сСт) и сантипуазов (сП), предположим, что гидравлическое масло с плотностью ρ=910 кг/м3 имеет кинематическую вязкость 12°Е, что в единицах сСт составляет:

ν = 7,6 × 12 × (1-1/123) = 91,2 × (0,99) = 90,3 мм2/с.

Поскольку 1сСт = 10-6м2/с и 1сП = 10-3 Н×с/м2, то динамическая вязкость будет равна:

μ =ν × ρ = 90,3 × 10-6 · 910 = 0,082 Н×с/м2 = 82 сП.

коэффициент вязкости газа

Коэффициент вязкости газа

Он определяется составом (химическим, механическим) газа, воздействующей температурой, давлением и применяется в газодинамических расчетах, связанных с движением газа. На практике вязкость газов учитывается при проектировании разработок газовых месторождений, где ведется расчет изменений коэффициента в зависимости от изменений газового состава (особенно актуально для газоконденсатных месторождений), температуры и давления.

Рассчитаем коэффициент вязкости воздуха. Процессы будут аналогичными с рассмотренными выше двумя потоками воды. Предположим, параллельно движутся два газовых потока U1 и U2, но с разной скоростью. Между слоями будет происходить конвекция (взаимное проникновение) молекул. В итоге импульс движущегося быстрее потока воздуха будет уменьшаться, а изначально движущегося медленнее – ускоряться.

Коэффициент вязкости воздуха, согласно закону Ньютона, выражается следующей формулой:

F =-h × (dU/dZ) × S

Здесь:

  • dU/dZ является градиентом скорости;
  • S – площадь воздействия силы;
  • Коэффициент h – динамическая вязкость.

Индекс вязкости

Индекс вязкости (ИВ) – это параметр, коррелирующий изменение вязкости и температуры. Корреляционная зависимость является статистической взаимосвязью, в данном случае двух величин, при которой изменение температуры сопутствует систематическому изменению вязкости. Чем выше индекс вязкости, тем меньше изменения между двумя величинами, то есть вязкость рабочей жидкости более стабильна при изменении температуры.

методы определения коэффициента вязкости

Вязкость масел

У основ современных масел индекс вязкости ниже 95-100 единиц. Поэтому в гидросистемах машин и оборудования могут использоваться достаточно стабильные рабочие жидкости, которые ограничивают широкое изменение вязкости в условиях критических температур.

«Благоприятный» коэффициент вязкости можно поддерживать введением в масло специальных присадок (полимеров), получаемых при перегонке нефти. Они повышают индекс вязкости масел за счет ограничения изменения этой характеристики в допустимом интервале. На практике при введении необходимого количества присадок низкий индекс вязкости базового масла может быть повышен до 100-105 единиц. Вместе с тем получаемая таким образом смесь ухудшает свои свойства при высоком давлении и тепловой нагрузке, снижая тем самым эффективность присадки.

В силовых контурах мощных гидросистем должны применяться рабочие жидкости с индексом вязкости 100 единиц. Рабочие жидкости с присадками, повышающими индекс вязкости, применяются в контурах гидроуправления и других системах, работающих в диапазоне низких/средних давлений, в ограниченном интервале изменения температур, с небольшими утечками и в периодическом режиме. С возрастанием давления возрастает и вязкость, но этот процесс возникает при давлениях свыше 30,0 МПа (300 бар). На практике этим фактором часто пренебрегают.

Измерение и индексация

В соответствии с международными стандартами ISO, коэффициент вязкости воды (и прочих жидких сред) выражается в сантистоксах: сСт (мм2/с). Измерения вязкости технологических масел должны проводиться при температурах 0°С, 40°С и 100°С. В любом случае в коде марки масла вязкость должна указываться цифрой при температуре 40°С. В ГОСТе значение вязкости дается при 50°С. Марки, наиболее часто применяемые в машиностроительной гидравлике, варьируются от ISO VG 22 до ISO VG 68.

Гидравлические масла VG 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 при температуре 40°С имеют значения вязкости, соответствующие их маркировке: 22, 32, 46, 68 и 100 сСт. Оптимальная кинематическая вязкость рабочей жидкости в гидросистемах лежит в диапазоне от 16 до 36 сСт.

Американское Общество автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers – SAE) установило диапазоны изменения вязкости при конкретных температурах и присвоило им соответствующие коды. Цифра, следующая за буквой W, – абсолютный динамический коэффициент вязкости μ при 0°F (-17,7°С), а кинематическая вязкость ν определялась при 212°F (100°С). Эта индексация касается всесезонных масел, применяемых в автомобильной промышленности (трансмиссионные, моторные и т. д.).

коэффициент динамической вязкости

Влияние вязкости на работу гидравлики

Определение коэффициента вязкости жидкости представляет не только научно-познавательный интерес, но и несет в себе важное практическое значение. В гидросистемах рабочие жидкости не только передают энергию от насоса к гидродвигателям, но также смазывают все детали компонентов и отводят выделяемое тепло от пар трения. Не соответствующая режиму работы вязкость рабочей жидкости может серьезно нарушать эффективность всей гидравлики.

Высокая вязкость рабочей жидкости (масло очень высокой плотности) приводит к следующим негативным явлениям:

  • Повышенное сопротивление течению гидравлической жидкости вызывает излишнее падение давления в гидросистеме.
  • Замедление скорости управления и механических движений исполнительных механизмов.
  • Развитие кавитации в насосе.
  • Нулевое или слишком низкое выделение воздуха из масла в гидробаке.
  • Заметная потеря мощности (снижение КПД) гидравлики из-за высоких затрат энергии на преодоление внутреннего трения жидкости.
  • Повышенный крутящий момент первичного двигателя машины, вызываемый возрастающей нагрузкой на насосе.
  • Рост температуры гидравлической жидкости, порождаемый повышенным трением.

Таким образом, физический смысл коэффициента вязкости заключается в его влиянии (позитивном либо негативном) на узлы и механизмы транспортных средств, станков и оборудования.

Потеря мощности гидросистем

Низкая вязкость рабочей жидкости (масло невысокой плотности) приводит к следующим негативным явлениям:

  • Падение объемного КПД насосов в результате возрастающих внутренних утечек.
  • Возрастание внутренних утечек в гидрокомпонентах всей гидросистемы – насосах, клапанах, гидрораспределителях, гидромоторах.
  • Повышенный износ качающих узлов и заклинивание насосов по причине недостаточной вязкости рабочей жидкости, необходимой для обеспечения смазки трущихся деталей.

Сжимаемость

Любая жидкость под действием давления сжимается. В отношении масел и СОЖ, используемых в машиностроительной гидравлике, эмпирически установлено, что процесс сжатия обратно пропорционален величине массы жидкости на ее объем. Величина сжатия выше для минеральных масел, значительно ниже для воды и гораздо ниже для синтетических жидкостей.

В простых гидросистемах низкого давления сжимаемость жидкости ничтожно мало влияет на уменьшение первоначального объема. Но в мощных машинах с гидроприводом высокого давления и крупными гидроцилиндрами этот процесс проявляет себя заметно. У гидравлических минеральных масел при давлении в 10,0 МПа (100 бар) объем уменьшается на 0,7%. При этом на изменение объема сжатия в небольшой степени влияют кинематическая вязкость и тип масла.

Вывод

Определение коэффициента вязкости позволяет прогнозировать работу оборудования и механизмов при различных условиях с учетом изменения состава жидкости либо газа, давления, температуры. Также контроль этих показателей актуален в нефтегазовой сфере, коммунальном хозяйстве, других отраслях промышленности.

Вязкость — ТеплоВики — энциклопедия отопления

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Вязкость (внутреннее трение) (англ. viscosity) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно. Основной закон вязкого течения был установлен И. Ньютоном (1687): В применении к жидкостям различают вязкость:

  • Динамическая (абсолютная) вязкость µ – сила, действующая на единичную площадь плоской поверхности, которая перемещается с единичной скоростью относительно другой плоской поверхности, находящейся от первой на единичном расстоянии. В системе СИ динамическая вязкость выражается в Па×с (паскаль-секунда), внесистемная единица П (пуаз).
  • Кинематическая вязкость ν – отношение динамической вязкости µ к плотности жидкости ρ.
ν= µ/ρ,

где:

  • ν, м2/с – кинематическая вязкость;
  • μ, Па×с – динамическая вязкость;
  • ρ, кг/м3 – плотность жидкости.

В системе СИ кинематическая вязкость выражается в м2/с (квадратный метр на секунду), внесистемная единица Ст(стокс).

Прибор для измерения вязкости называется вискозиметром.

Сила вязкого трения

Это явление возникновения касательных сил, препятствующих перемещению частей жидкости или газа друг по отношению к другу. Смазка между двумя твердыми телами заменяет сухое трение скольжения трением скольжения слоев жидкости или газа по отношению друг к другу. Скорость частиц среды плавно меняется от скорости одного тела до скорости другого тела.

Сила вязкого трения пропорциональна скорости относительного движения V тел, пропорциональна площади S и обратно пропорциональна расстоянию между плоскостями h.

F=-V•S/h,

Коэффициент пропорциональности, зависящий от сорта жидкости или газа, называют коэффициентом динамической вязкости. Самое важное в характере сил вязкого трения то, что при наличии любой сколь угодно малой силы тела придут в движение, то есть не существует трения покоя. Качественно существенное отличие сил вязкого трения от сухого трения, кроме прочего, то, что тело при наличии только вязкого трения и сколь угодно малой внешней силы обязательно придет в движение, то есть для вязкого трения не существует трения покоя, и наоборот — под действием только вязкого трения тело, вначале двигавшееся, никогда (в рамках макроскопического приближения, пренебрегающего броуновским движением) полностью не остановится, хотя движение и будет бесконечно замедляться.

Если движущееся тело полностью погружено в вязкую среду и расстояния от тела до границ среды много больше размеров самого тела, то в этом случае говорят о трении или сопротивлении среды. При этом участки среды (жидкости или газа), непосредственно прилегающие к движущемуся телу, движутся с такой же скоростью, как и само тело, а по мере удаления от тела скорость соответствующих участков среды уменьшается, обращаясь в нуль на бесконечности.

Сила сопротивления среды зависит от:

  • ее вязкости
  • от формы тела
  • от скорости движения тела относительно среды.

Например, при медленном движении шарика в вязкой жидкости силу трения можно найти, используя формулу Стокса:

F=-6•R•V,

Качественно существенное отличие сил вязкого трения от сухого трения, кроме прочего, то, что тело при наличии только вязкого трения и сколь угодно малой внешней силы обязательно придет в движение, то есть для вязкого трения не существует трения покоя, и наоборот — под действием только вязкого трения тело, вначале двигавшееся, никогда (в рамках макроскопического приближения, пренебрегающего броуновским движением) полностью не остановится, хотя движение и будет бесконечно замедляться.

Вязкость газов

Вязкость газов (явление внутреннего трения) — это появление сил трения между слоями газа, движущимися друг относительно друга параллельно и с разными по величине скоростями. Вязкость газов увеличивается с ростом температуры

Взаимодействие двух слоев газа рассматривается как процесс, в ходе которого от одного слоя к другому передается импульс. Сила трения на единицу площади между двумя слоями газа, равная импульсу, передаваемому за секунду от слоя к слою через единицу площади, определяется законом Ньютона:


τ=-η•/dz


где:
/dz — градиент скорости в направлении перпендикулярном направлению движения слоев газа.
Знак минус указывает, что импульс переносится в направлении убывания скорости.
η — динамическая вязкость.


η=1/3•ρ(ν)•λ, где:


ρ — плотность газа,
(ν) — средняя арифметическая скорость молекул
λ — средняя длина свободного пробега молекул.

Вязкость некоторых газов (при 0°C)

Вещество Вязкость 10 -5 кг/(м*с)
Азот 1,67
Аммиак 0,93
Водород 0,84
Воздух 1,72
Гелий 1,89
Гелий 1,89
Кислород 1,92
Метан 1,04
Углекислый газ 1,40
Хлор 1,29

Вязкость жидкости

Вязкость жидкости — это свойство, проявляющееся только при движении жидкости, и не влияющее на покоящиеся жидкости. Вязкое трение в жидкостях подчиняется закону трения, принципиально отличному от закона трения твёрдых тел, т.к. зависит от площади трения и скорости движения жидкости.
Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу ее слоев. Вязкость проявляется в том, что при относительном перемещении слоев жидкости на поверхностях их соприкосновения возникают силы сопротивления сдвигу, называемые силами внутреннего трения, или силами вязкости. Если рассмотреть то, как распределяются скорости различных слоёв жидкости по сечению потока, то можно легко заметить, что чем дальше от стенок потока, тем скорость движения частиц больше. У стенок потока скорость движения жидкости равна нулю. Иллюстрацией этого является рисунок, так называемой, струйной модели потока.

Медленно движущийся слой жидкости «тормозит» соседний слой жидкости, движущийся быстрее, и наоборот, слой, движущийся с большей скоростью, увлекает (тянет) за собой слой, движущийся с меньшей скоростью. Силы внутреннего трения появляются вследствие наличия межмолекулярных связей между движущимися слоями. Если между соседними слоями жидкости выделить некоторую площадку S, то согласно гипотезе Ньютона:

F=μ•S•(du/dy),

где:

  • μ — коэффициент вязкого трения;
  • S – площадь трения;
  • du/dy — градиент скорости

Величина μ в этом выражении является динамическим коэффициентом вязкости, равным:

μ=F/S1/du/dy,

или

μ=τ1/du/dy,

где:

  • τ – касательное напряжение в жидкости (зависит от рода жидкости).

Физический смысл коэффициента вязкого трения

Физический смысл коэффициента вязкого трения — число, равное силе трения, развивающейся на единичной поверхности при единичном градиенте скорости.

На практике чаще используется кинематический коэффициент вязкости, названный так потому, что в его размерности отсутствует обозначение силы. Этот коэффициент представляет собой отношение динамического коэффициента вязкости жидкости к её плотности:

ν=μ/ρ,

Единицы измерения коэффициента вязкого трения:

  • Н·с/м2;
  • кГс·с/м2
  • Пз (Пуазейль) 1(Пз)=0,1(Н·с/м2).

Анализ свойства вязкости жидкости

Для капельных жидкостей вязкость зависит от температуры t и давления Р, однако последняя зависимость проявляется только при больших изменениях давления, порядка нескольких десятков МПа.

Зависимость коэффициента динамической вязкости от температуры выражается формулой вида:

μt0•e-kt(T-T0),

где:

  • μt — коэффициент динамической вязкости при заданной температуре;
  • μ0 — коэффициент динамической вязкости при известной температуре;
  • Т — заданная температура;
  • Т0 — температура, при которой измерено значение μ0;
  • e – основание натурального логарифма равное 2,718282.

Зависимость относительного коэффициента динамической вязкости от давления описывается формулой:

μр0•e-kр(Р-Р0),

где:

  • μР — коэффициент динамической вязкости при заданном давлении,
  • μ0 — коэффициент динамической вязкости при известном давлении (чаще всего при нормальных условиях),
  • Р — заданное давление,;
  • Р0 — давление, при которой измерено значение μ0;
  • e – основание натурального логарифма равное 2,718282.

Влияние давления на вязкость жидкости проявляется только при высоких давлениях.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Ньютоновскими называют жидкости, для которых вязкость не зависит от скорости деформации. В уравнении Навье — Стокса для ньютоновской жидкости имеет место аналогичный вышеприведённому закон вязкости (по сути, обобщение закона Ньютона, или закон Навье):

σij=η•(dvi/dxi+dvj/dxi),

где σij — тензор вязких напряжений.

Среди неньютоновских жидкостей, по зависимости вязкости от скорости деформации различают псевдопластики и дилатантные жидкости. Моделью с ненулевым напряжением сдвига (действие вязкости подобно сухому трению) является модель Бингама. Если вязкость меняется с течением времени, жидкость называется тиксотропной. Для неньютоновских жидкостей методика измерения вязкости получает первостепенное значение.

С повышением температуры вязкость многих жидкостей падает. Это объясняется тем, что кинетическая энергия каждой молекулы возрастает быстрее, чем потенциальная энергия взаимодействия между ними. Поэтому все смазки всегда стараются охладить, иначе это грозит простой утечкой через узлы.

Вязкость жидкостей (при 18°C)

Вещество Вязкость 10 -5 кг/(м*с)
Анилин 4,6
Ацетон 0,337
Бензол 0,673
Бром 1,02
Вода 1,05
Гелий 1,89
Глицерин 1400
Масло машинное легкое 113
Масло машинное тяжелое 660
Масло оливковое 90
Масло оливковое 90
Пентан 0,244
Ртуть 1,59
Спирт этиловый 1,22
Уксусная кислота 1,27
Эфир этиловый 0,238

См.также

Источники

Вязкость — ТеплоВики — энциклопедия отопления

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Вязкость (внутреннее трение) (англ. viscosity) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно. Основной закон вязкого течения был установлен И. Ньютоном (1687): В применении к жидкостям различают вязкость:

  • Динамическая (абсолютная) вязкость µ – сила, действующая на единичную площадь плоской поверхности, которая перемещается с единичной скоростью относительно другой плоской поверхности, находящейся от первой на единичном расстоянии. В системе СИ динамическая вязкость выражается в Па×с (паскаль-секунда), внесистемная единица П (пуаз).
  • Кинематическая вязкость ν – отношение динамической вязкости µ к плотности жидкости ρ.
ν= µ/ρ,

где:

  • ν, м2/с – кинематическая вязкость;
  • μ, Па×с – динамическая вязкость;
  • ρ, кг/м3 – плотность жидкости.

В системе СИ кинематическая вязкость выражается в м2/с (квадратный метр на секунду), внесистемная единица Ст(стокс).

Прибор для измерения вязкости называется вискозиметром.

Сила вязкого трения

Это явление возникновения касательных сил, препятствующих перемещению частей жидкости или газа друг по отношению к другу. Смазка между двумя твердыми телами заменяет сухое трение скольжения трением скольжения слоев жидкости или газа по отношению друг к другу. Скорость частиц среды плавно меняется от скорости одного тела до скорости другого тела.

Сила вязкого трения пропорциональна скорости относительного движения V тел, пропорциональна площади S и обратно пропорциональна расстоянию между плоскостями h.

F=-V•S/h,

Коэффициент пропорциональности, зависящий от сорта жидкости или газа, называют коэффициентом динамической вязкости. Самое важное в характере сил вязкого трения то, что при наличии любой сколь угодно малой силы тела придут в движение, то есть не существует трения покоя. Качественно существенное отличие сил вязкого трения от сухого трения, кроме прочего, то, что тело при наличии только вязкого трения и сколь угодно малой внешней силы обязательно придет в движение, то есть для вязкого трения не существует трения покоя, и наоборот — под действием только вязкого трения тело, вначале двигавшееся, никогда (в рамках макроскопического приближения, пренебрегающего броуновским движением) полностью не остановится, хотя движение и будет бесконечно замедляться.

Если движущееся тело полностью погружено в вязкую среду и расстояния от тела до границ среды много больше размеров самого тела, то в этом случае говорят о трении или сопротивлении среды. При этом участки среды (жидкости или газа), непосредственно прилегающие к движущемуся телу, движутся с такой же скоростью, как и само тело, а по мере удаления от тела скорость соответствующих участков среды уменьшается, обращаясь в нуль на бесконечности.

Сила сопротивления среды зависит от:

  • ее вязкости
  • от формы тела
  • от скорости движения тела относительно среды.

Например, при медленном движении шарика в вязкой жидкости силу трения можно найти, используя формулу Стокса:

F=-6•R•V,

Качественно существенное отличие сил вязкого трения от сухого трения, кроме прочего, то, что тело при наличии только вязкого трения и сколь угодно малой внешней силы обязательно придет в движение, то есть для вязкого трения не существует трения покоя, и наоборот — под действием только вязкого трения тело, вначале двигавшееся, никогда (в рамках макроскопического приближения, пренебрегающего броуновским движением) полностью не остановится, хотя движение и будет бесконечно замедляться.

Вязкость газов

Вязкость газов (явление внутреннего трения) — это появление сил трения между слоями газа, движущимися друг относительно друга параллельно и с разными по величине скоростями. Вязкость газов увеличивается с ростом температуры

Взаимодействие двух слоев газа рассматривается как процесс, в ходе которого от одного слоя к другому передается импульс. Сила трения на единицу площади между двумя слоями газа, равная импульсу, передаваемому за секунду от слоя к слою через единицу площади, определяется законом Ньютона:


τ=-η•/dz


где:
/dz — градиент скорости в направлении перпендикулярном направлению движения слоев газа.
Знак минус указывает, что импульс переносится в направлении убывания скорости.
η — динамическая вязкость.


η=1/3•ρ(ν)•λ, где:


ρ — плотность газа,
(ν) — средняя арифметическая скорость молекул
λ — средняя длина свободного пробега молекул.

Вязкость некоторых газов (при 0°C)

Вещество Вязкость 10 -5 кг/(м*с)
Азот 1,67
Аммиак 0,93
Водород 0,84
Воздух 1,72
Гелий 1,89
Гелий 1,89
Кислород 1,92
Метан 1,04
Углекислый газ 1,40
Хлор 1,29

Вязкость жидкости

Вязкость жидкости — это свойство, проявляющееся только при движении жидкости, и не влияющее на покоящиеся жидкости. Вязкое трение в жидкостях подчиняется закону трения, принципиально отличному от закона трения твёрдых тел, т.к. зависит от площади трения и скорости движения жидкости.
Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу ее слоев. Вязкость проявляется в том, что при относительном перемещении слоев жидкости на поверхностях их соприкосновения возникают силы сопротивления сдвигу, называемые силами внутреннего трения, или силами вязкости. Если рассмотреть то, как распределяются скорости различных слоёв жидкости по сечению потока, то можно легко заметить, что чем дальше от стенок потока, тем скорость движения частиц больше. У стенок потока скорость движения жидкости равна нулю. Иллюстрацией этого является рисунок, так называемой, струйной модели потока.

Медленно движущийся слой жидкости «тормозит» соседний слой жидкости, движущийся быстрее, и наоборот, слой, движущийся с большей скоростью, увлекает (тянет) за собой слой, движущийся с меньшей скоростью. Силы внутреннего трения появляются вследствие наличия межмолекулярных связей между движущимися слоями. Если между соседними слоями жидкости выделить некоторую площадку S, то согласно гипотезе Ньютона:

F=μ•S•(du/dy),

где:

  • μ — коэффициент вязкого трения;
  • S – площадь трения;
  • du/dy — градиент скорости

Величина μ в этом выражении является динамическим коэффициентом вязкости, равным:

μ=F/S1/du/dy,

или

μ=τ1/du/dy,

где:

  • τ – касательное напряжение в жидкости (зависит от рода жидкости).

Физический смысл коэффициента вязкого трения

Физический смысл коэффициента вязкого трения — число, равное силе трения, развивающейся на единичной поверхности при единичном градиенте скорости.

На практике чаще используется кинематический коэффициент вязкости, названный так потому, что в его размерности отсутствует обозначение силы. Этот коэффициент представляет собой отношение динамического коэффициента вязкости жидкости к её плотности:

ν=μ/ρ,

Единицы измерения коэффициента вязкого трения:

  • Н·с/м2;
  • кГс·с/м2
  • Пз (Пуазейль) 1(Пз)=0,1(Н·с/м2).

Анализ свойства вязкости жидкости

Для капельных жидкостей вязкость зависит от температуры t и давления Р, однако последняя зависимость проявляется только при больших изменениях давления, порядка нескольких десятков МПа.

Зависимость коэффициента динамической вязкости от температуры выражается формулой вида:

μt0•e-kt(T-T0),

где:

  • μt — коэффициент динамической вязкости при заданной температуре;
  • μ0 — коэффициент динамической вязкости при известной температуре;
  • Т — заданная температура;
  • Т0 — температура, при которой измерено значение μ0;
  • e – основание натурального логарифма равное 2,718282.

Зависимость относительного коэффициента динамической вязкости от давления описывается формулой:

μр0•e-kр(Р-Р0),

где:

  • μР — коэффициент динамической вязкости при заданном давлении,
  • μ0 — коэффициент динамической вязкости при известном давлении (чаще всего при нормальных условиях),
  • Р — заданное давление,;
  • Р0 — давление, при которой измерено значение μ0;
  • e – основание натурального логарифма равное 2,718282.

Влияние давления на вязкость жидкости проявляется только при высоких давлениях.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Ньютоновскими называют жидкости, для которых вязкость не зависит от скорости деформации. В уравнении Навье — Стокса для ньютоновской жидкости имеет место аналогичный вышеприведённому закон вязкости (по сути, обобщение закона Ньютона, или закон Навье):

σij=η•(dvi/dxi+dvj/dxi),

где σij — тензор вязких напряжений.

Среди неньютоновских жидкостей, по зависимости вязкости от скорости деформации различают псевдопластики и дилатантные жидкости. Моделью с ненулевым напряжением сдвига (действие вязкости подобно сухому трению) является модель Бингама. Если вязкость меняется с течением времени, жидкость называется тиксотропной. Для неньютоновских жидкостей методика измерения вязкости получает первостепенное значение.

С повышением температуры вязкость многих жидкостей падает. Это объясняется тем, что кинетическая энергия каждой молекулы возрастает быстрее, чем потенциальная энергия взаимодействия между ними. Поэтому все смазки всегда стараются охладить, иначе это грозит простой утечкой через узлы.

Вязкость жидкостей (при 18°C)

Вещество Вязкость 10 -5 кг/(м*с)
Анилин 4,6
Ацетон 0,337
Бензол 0,673
Бром 1,02
Вода 1,05
Гелий 1,89
Глицерин 1400
Масло машинное легкое 113
Масло машинное тяжелое 660
Масло оливковое 90
Масло оливковое 90
Пентан 0,244
Ртуть 1,59
Спирт этиловый 1,22
Уксусная кислота 1,27
Эфир этиловый 0,238

См.также

Источники

Абсолютная, динамическая и кинематическая вязкость

Вязкость является важным свойством жидкости при анализе поведения жидкости и движения жидкости вблизи твердых границ. Вязкость жидкости является мерой ее устойчивости к постепенной деформации под действием напряжения сдвига или растяжения. Сопротивление сдвигу в жидкости вызвано межмолекулярным трением, возникающим, когда слои жидкости пытаются скользить друг с другом.

  • Вязкость — это мера сопротивления жидкости потоку
  • — меласса с высокой вязкостью
  • — вода с высокой вязкостью
  • — газ с низкой вязкостью

Существует две взаимосвязанные меры вязкости жидкости

  • динамический ( или абсолютный )
  • кинематический

динамический (абсолютный) Вязкость

Абсолютная вязкость — коэффициент абсолютной вязкости — это мера внутреннего сопротивления.Динамическая (абсолютная) вязкость — это тангенциальная сила на единицу площади, необходимая для перемещения одной горизонтальной плоскости относительно другой плоскости — с единичной скоростью — при поддержании единичного расстояния в жидкости.

Напряжение сдвига между слоями нетурбулентной жидкости, движущейся по прямым параллельным линиям, можно определить для ньютоновской жидкости как

Fluid - viscosity and velocity profile

Напряжение сдвига можно выразить

τ = μ dc / dy

= μ γ (1)

где

τ = напряжение сдвига в жидкости (н / м 2 )

μ = динамическая вязкость жидкости (н / м 2 )

dc = удельная скорость (м / с)

dy = единичное расстояние между слоями (м)

γ = dc / dy = скорость сдвига (с — 1 )

Уравнение (1) известно как закон трения Ньютона .

(1) можно переставить для выражения Динамическая вязкость как

µ = τ dy / dc

= τ / γ (1b)

В системе СИ единицы динамической вязкости составляют Нс / м 2 , Па с или кг / (мс) — где

  • 1 Па с = 1 Н с / м 2 = 1 кг / (мс) = 0.67197 фунтов м / (футы с) = 0,67197 слизней / (футы с) = 0,02089 фунтов ф с / фут 2

Динамическая вязкость также может быть выражена в метрике СГС (сантиметр) -грамм-секунда) система при г / (см с) , дин / см 2 или пуаз (п) , где

  • 1 пуаз = 1 дин / см 2 = 1 г / (см с) = 1/10 Па с = 1/10 Н с / м 2

Для практического использования Poise обычно слишком велик, и единица измерения составляет поэтому часто делится на 100 — на меньшую единицу сантипуаз (сП) — где

  • 1 P = 100 сП
  • 1 сП = 0.01 пуаз = 0,01 г / см в секунду = 0,001 Паскаль-секунда = 1 миллипаскаль-секунда = 0,001 Н с / м 2

Вода при 20,2 o C (68,4 o F) имеет абсолютную вязкость один 1 — сантипуаз .

902 903 2324 90 903 Жидкость 10 1
Жидкость Абсолютная вязкость *)
( Н с / м 2 , Па с)
Воздух 1.983 10 -5
Вода 10 -3
Оливковое масло 10 -1
Глицерол 10 0
Золотой сироп 10 2
Стекло 10 40

*) при комнатной температуре

Кинематическая вязкость

Кинематическая вязкость — абсолютная (или динамическая) вязкость до плотности — величина, в которой не задействована сила.Кинематическая вязкость может быть получена путем деления абсолютной вязкости жидкости на массовую плотность жидкости, такую ​​как

ν = μ / ρ (2)

, где

ν = кинематическая вязкость (м 2 / s)

μ = абсолютная или динамическая вязкость (Н с / м 2 )

ρ = плотность (кг / м 3 )

В системе SI теоретическая единица кинематической вязкости составляет м 2 / с — или обычно используемая Сток (St) , где

  • 1-й (Стокс) = 10 -4 м 2 / s = 1 см 2 / с

Сток поступает из системы единиц измерения CGS (сантиметр грамм второй).

Так как Сток является большой единицей, его часто делят на 100 на меньшую единицу сантистокс (сСт) — где

  • 1 ст = 100 сСт
  • 1 сСт (сантистокс ) = 10 -6 м 2 / с = 1 мм 2 / с
  • 1 м 2 / с = 10 6 сСтокс

Удельный вес воды при 20.2 o C (68,4 o F) почти единиц, и кинематическая вязкость воды при 20,2 o C (68,4 o F) для практических целей 1,0 мм 2 / с ( cStokes). Более точная кинематическая вязкость воды при 20,2 o C (68,4 o F) составляет 1,0038 мм 2 / с (сСт).

Преобразование из абсолютной в кинематическую вязкость в имперских единицах может быть выражено как

ν = 6.7197 10 -4 µ / γ (2a)

, где

ν = кинематическая вязкость (фут 2 / с)

µ = абсолютная или динамическая вязкость (сП)

γ = удельный вес (фунты / фут 3 )

Вязкость и контрольная температура

Вязкость жидкости сильно зависит от температуры — и для динамической или кинематической вязкости она должна быть значимой для контрольной температуры должны быть указаны.В ISO 8217 контрольная температура для остаточной жидкости составляет 100 o C . Для дистиллятной жидкости эталонная температура составляет 40 o C .

  • для жидкости — кинематическая вязкость уменьшается с при более высокой температуре
  • для газа — кинематическая вязкость увеличивается с при более высокой температуре

Связанные мобильные приложения от Engineering ToolBox Engineering Toolbox Apps

Это бесплатное приложение, которое можно использовать в автономном режиме на мобильных устройствах.

Другие единицы измерения вязкости

Saybolt Universal Seconds (или SUS, SSU )

Saybolt Universal Seconds (или SUS ) — это альтернативная единица измерения вязкости. Время истечения Saybolt Universal Seconds ( SUS ) требуется для того, чтобы 60 миллилитров нефтепродукта проходили через калиброванное отверстие универсального вискозиметра Saybolt — при тщательно контролируемой температуре и в соответствии с предписаниями метода испытаний ASTM D 88. Этот метод имеет в значительной степени был заменен методом кинематической вязкости.Saybolt Universal Seconds также называется номером SSU (Seconds Saybolt Universal), номером или SSF (Saybolt Seconds Furol) .

Кинематическая вязкость в SSU по сравнению с динамической или абсолютной вязкостью может быть выражена как

ν SSU = B μ / SG

= B ν сСт (3)

где

ν SSU = кинематическая вязкость (SSU)

B = 4.632 для температуры 100 o F (37,8 o C)

B = 4,664 для температуры 210 o F (98,9 o C)

μ = динамический или абсолютный вязкость (сП)
SG = удельная масса
ν сантистокс = кинематическая вязкость (сантистокс)
градусов по Энглеру

градусов по Энглеру в Великобритании используется в Великобритании измерить кинематическую вязкость.В отличие от весов Saybolt и Redwood , шкала Engler основана на сравнении потока испытуемого вещества с потоком другого вещества — воды. Вязкость в по Энглеру градусов — это отношение времени потока 200 кубических сантиметров к жидкости, чья вязкость измеряется — ко времени потока 200 кубических сантиметров к воды при той же температуре (обычно 20 o C , но иногда 50 o C или 100 o C ) в стандартизированном вискозиметре Engler .

Ньютоновские жидкости

Жидкость, в которой напряжение сдвига линейно связано со скоростью деформации сдвига, обозначается как ньютоновская жидкость .

Ньютоновский материал называется истинной жидкостью, поскольку на вязкость или консистенцию не влияют сдвиги, такие как перемешивание или перекачивание при постоянной температуре. Наиболее распространенные жидкости — как жидкости, так и газы — являются ньютоновскими жидкостями. Вода и масла являются примерами ньютоновских жидкостей.

Разжижающие при сдвиге или псевдопластичные жидкости

A Разжижающие при сдвиге или псевдопластичные жидкости — это жидкости, в которых вязкость уменьшается с увеличением скорости сдвига.Структура не зависит от времени.

Тиксотропные жидкости

Тиксотропные жидкости имеют временную структуру. Вязкость тиксотропной жидкости уменьшается с увеличением времени — при постоянной скорости сдвига.

Кетчуп и майонез являются примерами тиксотропных материалов. Они кажутся толстыми или вязкими, но их можно легко перекачивать.

Дилатантные жидкости

A Жидкость для сгущения при сдвиге — или Дилатантная жидкость — увеличивает вязкость при перемешивании или деформации сдвига.Дилатантные жидкости известны как неньютоновские жидкости.

Некоторые дилатантные жидкости могут стать почти твердыми в насосе или трубопроводе. При взбалтывании крем превращается в масляные и леденцы Глинистая суспензия и подобные сильно заполненные жидкости делают то же самое.

Пластмассовые жидкости Bingham

Пластмассовая жидкость Bingham имеет предел текучести, который должен быть превышен, прежде чем он начнет течь как жидкость. С этого момента вязкость уменьшается с увеличением перемешивания. Зубная паста, майонез и томатный кетчуп являются примерами таких продуктов.

Пример — Воздух, преобразование кинематической и абсолютной вязкости

Кинематическая вязкость воздуха при 1 бар (1 10 5 Па, Н / м 2 ) и 40 o С составляет 16,97 сСт (16,97 10 -6 м 2 / с) .

Плотность воздуха может быть оценена с помощью Закона об идеальном газе

ρ = p / (RT)

= (1 10 5 Н / м 2 ) / ((287 Дж / (кг К)) ((273 или С) + (33 или С)))

= 1.113 (кг / м 3 )

, где

ρ = плотность (кг / м 3 )

p = абсолютное давление (Па, Н / м 2 )

R = индивидуальная газовая постоянная (Дж / (кг К))

T = абсолютная температура (K)

Абсолютную вязкость можно рассчитать как

μ = 1,113 (кг / м ) 3 ) 16,97 10 -6 2 / с)

= 1.88 10 -5 (кг / (мс), Н с / м 2 )

Вязкость некоторых распространенных жидкостей

9023 9025 9023 9025 2 244 4 43 92 2 904 43 902 904 43 902 904 903 200 Масло картера
SAE 90 902 2 Редукторное масло
SAE 90 902 Редукторное масло
SAE 90 902 Редукторное масло
SAE 90 902 Редукторное масло
SAE 90 902 Редукторное масло
SAE 90 903 Редукторное масло
SAE 90 902 3 639 Масло 9039 440

404

244

сСт 9009 (сСт 10 -6 м 2 / с, мм 2 / с ) Saybolt Second
Универсальный
(SSU, SUS)
Типичная жидкость
0,1 31 Вода (20 o C)
4.3 40 Молоко
SAE 20 Картерное масло
SAE 75 Трансмиссионное масло
15,7 80 № 4 Мазут
20,6 100 9024 90 903 2330 2 244 43 902 904
Растительное масло
110 500 SAE 30 Картерное масло
SAE 85 Трансмиссионное масло
220 1000 Томатный сок
SAE 50
2000 SAE 140 Трансмиссионное масло
1100 5000 Глицерин (20 o C)
SAE 250 Трансмиссионное масло
2200 9000
10000 904 4 мед 28000 Майонез
19000 86000 Сметана м

Кинематическая вязкость может быть преобразована из SSU в сантистокс с

9009 сантистокс = 0.226 ν SSU — 195/ ν SSU (4)

, где

ν 100000

9009 Сантистокс = 0,220 SSU — 135/ SSU

,

SSU и температура

Кинематическая вязкость жидкостей, таких как вода, ртуть, масла SAE 10 и масло нет.3 — и газы, такие как воздух, водород и гелий, указаны на диаграмме ниже. Обратите внимание, что

  • для жидкостей — вязкость уменьшается на с температурой
  • для газов — вязкость возрастает на с температурой

Kinematic viscosity vs. temperature for some common fluids and gases

Измерение вязкости

Для измерения вязкости используются три типа устройств

  • капиллярная вискозиметр
  • Вискозиметр Saybolt
  • Вращающийся вискозиметр
.

кинематическая вязкость — calculator.org

Что такое кинематическая вязкость?

Marsh funnel viscometer

Сопротивление жидкости, которая деформируется от напряжения сдвига или растяжения, называется вязкостью. В общем, это «толщина» жидкости. Его можно рассматривать как трение жидкости или внутреннее сопротивление потока жидкости, и, в частности, кинематическая вязкость измеряет сопротивление потоку жидкости под действием силы тяжести (или некоторой другой силы тела, действующей на массу жидкости).Обычно такая жидкая жидкость, как вода, имеет меньшую вязкость по сравнению с густой жидкостью, такой как мед, имеющей высокую вязкость. Кинематическая вязкость сильно зависит от температуры. Кинематическая вязкость жидкости обычно уменьшается с увеличением температуры, тогда как кинематическая вязкость газа увеличивается.

типов жидкостей

Ньютоновские жидкости

Жидкости, в которых напряжение сдвига линейно связано со скоростью деформации сдвига, называются ньютоновскими жидкостями или настоящими жидкостями, поскольку перемешивание или перекачивание при постоянной температуре не влияет на их вязкость или консистенцию.Наиболее распространенными жидкостями и газами являются ньютоновские жидкости, такие как вода, масло и воздух.

Тиксотропные жидкости

Те жидкости, которые уменьшают свою вязкость при увеличении перемешивания или давления, поддерживая постоянную температуру, известны как жидкости для разжижения при сдвиге или тиксотропные жидкости. Они кажутся толстыми или вязкими, но их можно довольно легко перекачивать.

Дилатант Флюидс

Те жидкости, которые увеличивают свою вязкость с увеличением перемешивания или давления при постоянной температуре, называются сгущающими жидкостями сдвига или жидкостями-дилатантами.Такие жидкости могут становиться твердыми при протекании внутри трубы. Например, сливки превращаются в масло, если они взволнованы.

Измерение кинематической вязкости

Кинематическая вязкость может быть измерена с помощью прибора, называемого капиллярным вискозиметром, который состоит из градуированной канистры с узкой трубкой в ​​нижней части. Жидкость помещается в емкость и течет под действием силы тяжести. Чем выше вязкость, тем больше времени требуется для протекания через трубку (то есть жидкость с меньшей вязкостью будет течь меньше времени, чем жидкость с более высокой вязкостью).Кинематическая вязкость — это отношение абсолютной или динамической вязкости к плотности — величина, в которой сила является внешней и не зависит от массы жидкости. Кинематическая вязкость может быть получена путем деления динамической вязкости жидкости на ее плотность.

ν = μ / ρ

, где ν = кинематическая вязкость, µ = абсолютная или динамическая вязкость, ρ = плотность. В системе СИ единица измерения составляет 2 / с

Stokes (St) — это физическая единица измерения кинематической вязкости в кгс, названная в честь Джорджа Габриэля Стокса, где 1 St = 10 -4 м 2 / с.Он также выражается в сантистоксах (сСт или кцк). 1 сток = 100 сантистоков = 1 см 2 • с -1 = 0,0001 м 2 • с -1 . 1 сантистокс = 1 мм 2 • с -1 = 10 -6 м 2 • с -1 .

Кинематическую вязкость также можно назвать , коэффициент диффузии импульса , поскольку он имеет те же размеры, что и коэффициент диффузии тепла и коэффициент диффузии массовой концентрации. Перенос импульса аналогичен переносу других свойств жидкости.Это также означает, что его можно использовать во многих безразмерных числах для сравнения коэффициентов диффузности и, следовательно, относительной важности различных физических процессов.

Добавьте эту страницу в свой браузер, используя Ctrl и d или одну из следующих служб: (открывается в новом окне) ,

Жидкости — кинематическая вязкость

Вязкость — это сопротивление сдвигу или течению в жидкости, а также мера адгезионного / когезионного или фрикционного свойства. Вязкость, возникающая из-за внутреннего молекулярного трения, создает эффект сопротивления трения.

Существует две взаимосвязанные меры вязкости жидкости — известные как динамическая (или абсолютная ) и кинематическая вязкость.

Кинематическая вязкость некоторых распространенных жидкостей:

18,2 9005
Жидкость Температура Кинематическая вязкость
( o F) ( o C) сСт (сСт) ) секунд Saybolt Universal (SSU)
Ацетальдегид CH 3 CHO 61
68
16.1
20
0,305
0,295
36
Уксусная кислота — уксус — 10% CH 3 COOH 59 15 1,35 31,7
Уксусная кислота — 50% 59 15 2.27 33
Уксусная кислота — 80% 59 15 2.85 35
Уксусная кислота — концентрированная ледниковая 59 15 1.34 31,7
Ангидрид уксусной кислоты (CH 3 COO) 2 O 59 15 0,88
Ацетон CH 3 COCH 3 68 20 0,41
Алкоголь — аллил 68
104
20
40
1,60
0,90 сП
31,8
Алкоголь — бутил-н 68 20 3.64 38
Спирт этиловый (зерновой) C 2 H 5 OH 68
100
20
37,8
1,52
1,2
31,7
31,5
Спирт метиловый (дерево) CH 3 OH 59
32
15
0
0,74
1,04
Спирт — пропил 68
122
20
50
2.8
1,4
35
31,7
Сульфат алюминия — 36% раствор 68 20 1,41 31,7
Аммиак 0 -17,8 0,30
Анилин 68
50
20
10
4,37
6,4
40
46.4
Асфальтобетон RC-0, MC-0, SC-0 77
100
25
37.8
159-324
60-108
737-1,5M
280-500
Автоматическое масло для картера SAE 10W 0 -17,8 1295-max 6M-max
Масло автоматическое картерное SAE 10W 0 -17,8 1295-2590 6M-12M
Масло автоматическое картерное SAE 20W 0 -17,8 2590-10350 12M-48M
Автоматическое картерное масло SAE 20 210 98.9 5,7-9,6 45-58
Автоматическое масло картера SAE 30 210 98,9 9,6-12,9 58-70
Масло автоматическое картера SAE 40 210 98,9 12,9-16,8 70-85
Автоматическое масло картера SAE 50 210 98,9 16,8-22,7 85-110
Масло автомобильное трансмиссионное SAE 75W 210 98.9 4,2 минуты 40 минут
Автомобильное трансмиссионное масло SAE 80W 210 98,9 7,0 мин 49 мин
Автомобильное трансмиссионное масло SAE 85W 210 98,9 11,0 min 63 min
Автомобильное трансмиссионное масло SAE 90W 210 98,9 14-25 74-120
Автомобильное трансмиссионное масло SAE 140 210 98.9 25-43 120-200
Автомобильное трансмиссионное масло SAE150 210 98,9 43 — мин 200 мин
Пиво 68 20 1,8 32
Бензол (бензол) C 6 H 6 32
68
0
20
1,0
0,74
31
Костное масло 130
212
54.4
100
47,5
11,6
220
65
Бром 68 20 0,34
Бутан-н -50
30
-1,1 0,52
0,35
Масляная кислота n 68
320052
20
0
1,61
2,3 ср
31,6
Хлорид кальция 5% 65 18.3 1.156
Хлорид кальция 25% 60 15,6 4.0 39
Карбоновая кислота (фенол) 65
194
18,3
90
11,83
1,26 cp
65
Четыреххлористый углерод CCl 4 68
100
20
37,8
0,612
0,53
Дисульфид углерода CS 2 32
68
0
20
0.33
0,298
Касторовое масло 100
130
37,8
54,4
259-325
98-130
1200-1500
450-600
Масло из древесины Китая 69
100
20,6
37,8
308,5
125,5
1425
580
Хлороформ 68
140
20
60
0,38
0,35
Кокосовое масло 100
130
3700 ,8
54,4
29,8-31,6
14,7-15,7
140-148
76-80
Тресковое масло (рыбий жир) 100
130
37,8
54,4
32,1
19,4
150
95
Кукурузное масло 130
212
54,4
100
28,7
8,6
135
54
Раствор кукурузного крахмала, 22 Baumé 70
100
21.1
37,8
32,1
27,5
150
130
Раствор кукурузного крахмала, 24 Baumé 70
100
21,1
37,8
129,8
95,2
600
440
Раствор кукурузного крахмала , 25 Baumé 70
100
21,1
37,8
303
173,2
1400
800
Масло из семян хлопчатника 100
130
37.8
54,4
37,9
20,6
176
100
Сырая нефть 48 o API 60
130
15,6
54,4
3,8
1,6
39
31,8
Нефть 40 o API 60
130
15,6
54,4
9,7
3,5
55,7
38
Сырая нефть 35,6 o API 60
130
15.6
54,4
17,8
4,9
88,4
42,3
Сырая нефть 32,6 o API 60
130
15,6
54,4
23,2
7,1
110
46,8
Декан- n 0
100
17.8
37.8
2.36
1.001
34
31
Диэтилгликоль 70 21.1 32 149.7
Диэтиловый эфир 68 20 0,32
Дизельное топливо 2D 100
130
37,8
54,4
2-6
1.-3.97
32.6-45.5
-39
Дизельное топливо 3D 100
130
37,8
54,4
6-11,75
3,97-6,78
45,5-65
39-48
Дизельное топливо 4D 100
130
37.8
54,4
29,8 макс.
13,1 макс.
140 макс.
70 макс.
Дизельное топливо 5D 122
160
50
71,1
86,6 макс.
35,2 макс.
400 макс.
165 макс.
Этилацетат CH 3 COOC 2 H 3 59
68
15
20
0,4
0,49
Этилбромид C 2 H 5 Br 68 20 0.27
Этиленбромид 68 20 0,787
Этиленхлорид 68 20 0,668
Этиленгликоль 70 21,1 17,8 900 3 88,4
Муравьиная кислота 10% 68 20 1,04 31
Муравьиная кислота 50% 68 20 1.2 31,5
Муравьиная кислота 80% 68 20 1,4 31,7
Концентрированная муравьиная кислота 68
77
20
25
1,48
1.57cp
31,7
Трихлорфторметан, R-11 70 21,1 0,21
Дихлордифторметан, R-12 70 21.1 0,27
FДихлорфторметан, R-21 70 21,1 1,45
Фурфурол 68
77
20
25
1,45
1,49,7
Мазут 1 70
100
21,1
37,8
2.39-4.28
-2.69
34-40
32-35
Мазут 2 70
100
21.1
37,8
3.0-7.4
2.11-4.28
36-50
33-40
Мазут 3 70
100
21.1
37.8
2.69-5.84
2.06-3.97
35 -45
32,8-39
Мазут 5А 70
100
21,1
37,8
7,4-26,4
4,91-13,7
50-125
42-72
Мазут 5В 70
100
21.1
37,8
26,4-
13,6-67,1
125-
72-310
Мазут 6 122
160
50
71,1
97,4-660
37,5-172
450-3M
175-780
Газойль 70
100
21,1
37,8
13,9
7,4
73
50
Бензин a 60
100
15,6
37,8
0.88
0,71
Бензин b 60
100
15,6
37,8
0,64
Бензин c 60
100
15,6
37,8
0,46
0,40
Глицерин 100% 68,6
100
20,3
37,8
648
176
2950
813
Глицерин 50% вода 68
140
20
60
5.29
1,85 ср
43
Гликоль 68 52
Глюкоза 100
150
37,8
65,6
7,7M-22M
880-2420
35M-100M
4M-11M
Heptanes-n 0
100
-17,8
37,8
0,928
0,511
Hexane-N 0
100
-17.8
37,8
0,683
0,401
Мед 100 37,8 73,6 349
Соляная кислота 68 1,9
Чернила, принтеры 10052
130
37,8
54,4
550-2200
238-660
2500-10M
1100-3M
Изоляционное масло 70
100
21.1
37,8
24,1 макс.
11,75 макс.
115 макс.
65 макс.
-34,4 7,9 52
Сало 100
130
37,8
54,4
62,1
34,3
287
160
Сало масло 100
130
37.8
54,4
41-47.5
23.4-27.1
190-220
112-128
Льняное масло 100
130
37.8
54.4
30.5
18.94
143
93
Меркурий 70
100
21,1
37,8
0,118
0,11
Метилацетат 68
104
20
40
0,44
0.32 кп
йодистый метил 68
104
20
40
0,213
0,42 кп
масло менхадена 100
130
37,8
54,4
29,8 140
90
Молоко 68 20 1,13 31,5
Меласса А, первая 100
130
37.8
54,4
281-5070
151-1760
1300-23500
700-8160
Меласса B, вторая 100
130
37,8
54,4
1410-13200
660-3300
6535-61180
3058-15294
Меласса C, черная труба 100
130
37,8
54,4
2630-5500
1320-16500
12190-25500
6120-76500
Нафталин 176
212
80
100
0.9
0,78 сП
Масло Neatstool 100
130
37,8
54,4
49,7
27,5
230
130
Нитробензол 68 20 1.67 31.8 900
Nonane-n 0
100
-17,8
37,8
1,728
0,807
32
Octane-N 0
100
-17.8
37,8
1,266
0,645
31,7
Оливковое масло 100
130
37,8
54,4
43,2
24,1
200
Пальмовое масло 100
130
900 900 37 130
54,4
47,8
26,4
Арахисовое масло 100
130
37,8
54,4
42
23,4
200
Pentane-n 0
80
17.8
26,7
0,50 900 900 0,342
Петролатум 130
160
54,4
71,1
20,5
15
100
77
Петролейный эфир 60 31 (( Есть) 1,1
Фенол, карболовая кислота 11,7
Пропионовая кислота 32
68
0
20
1.52 сП
1,13
31,5
Пропиленгликоль 70 21,1 52 241
Масло закалочное
(обычное)
100-120 20,5-25
Рапсовое масло 100
130
37,8
54,4
54,1
31
250
145
Масло канифоль 100
130
37.8
54,4
324,7
129,9
1500
600
канифоль (дерево) 100
200
37,8
93,3
216-11M
108-4400
1M-50M
500-20M
кунжутное масло 100
130
37,8
54,4
39,6
23
184
110
Силикат соды 79
Хлорид натрия 5% 68 20 1.097 31,1
Хлорид натрия 25% 60 15,6 2,4 34
Гидроксид натрия (каустическая сода) 20% 65 18,3 4.0 39,4 39,4
Гидроксид натрия (сода каустическая) 30% 65 18,3 10,0 58,1
Гидроксид натрия (каустик) 40% 65 18.3
Масло соевых бобов 100
130
37,8
54,4
35,4
19,64
165
96
Масло спермы 100
130
37,5
54,4
21- 23
15,2
110
78
Серная кислота 100% 68
140
20
60
14,56
7,2 кп
76
Серная кислота 95% 68 20 14.5 75
Серная кислота 60% 68 20 4.4 41
Серная кислота 20% 3M-8M
650-1400
Смола, коксовая печь 70
100
21,1
37,8
600-1760
141-308
15M-300M
2M-20M
Гудрон, газовый дом 70
100
21.1
37,8
3300-66M
440-4400
2500
500
Смола, сосна 100
132
37,8
55,6
559
108,2
200-300
55-60
Толуол 68
140
20
60
0,68
0,38 ср.
185,7
Триэтиленгликоль 70 21,1 40 400-440
185-205
Скипидар 100
130
37.8
54,4
86.5-95.2
39.9-44.3
1425
650
Лак, шпат 68
100
20
37.8
313
143
Вода дистиллированная 68 20 1.0038 31
Вода свежая
60
130
15.6
54,4
1,13
0,55
31,5
Вода, море 1,15 31,5
10049 Нефть 37,8
54,4
35-39,6
19,9-23,4
163-184
97-112
Ксилен-о 68
104
20
40
0.93
0,623 сП
.

Воздух — динамическая и кинематическая вязкость

Вязкость жидкости является мерой ее сопротивления постепенной деформации под действием напряжения сдвига или растяжения .

Для получения дополнительных определений перейдите к Абсолютная (динамическая) и кинематическая вязкость . Абсолютная или динамическая вязкость используется для вычисления числа Рейнольдса, чтобы определить, является ли поток жидкости ламинарным, переходным или турбулентным.

Табличные значения и единицы измерения вязкости приведены под рисунками.

Онлайн калькулятор вязкости воздуха

Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета динамической или кинематической вязкости воздуха при заданных температурах и атмосферном давлении.
Выходная динамическая вязкость дана как Па * с, Н * с / м 2 , сП, мПа * с, фунт ф * с / фут 2 и фунт м / (фут * ч),
, в то время как кинематическая вязкость дана в сСт, м 2 / с и фут 2 / с

Примечание! Температура должна находиться в пределах -100 — 1600 ° C, -150 — 2900 ° F, 175 — 1900 K и 310-3400 ° R, чтобы получить действительные значения.

Температура

Выберите фактическую единицу измерения температуры:

° C ° F K ° R

См. Также другие свойства Воздух при изменяющихся температуры и давления: Плотность и удельный вес при изменяющейся температуре , Плотность при изменяющемся давлении, Коэффициенты диффузии для газов в воздухе, Число Прандтля, Удельная теплоемкость при изменяющейся температуре и Удельная теплоемкость при изменяющемся давлении, Теплопроводность, Температуропроводность, Свойства в условиях газожидкостного равновесия и Теплофизические свойства воздуха при стандартных условиях и Состав и молекулярная масса,
, , а также , динамическая и кинематическая вязкость аммиака, бензола, бутана, диоксида углерода, этана, этанола, этилена, метана, метанола, азота, кислорода, пропана и воды.

Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при атмосферном давлении и переменной температуре:


Вернуться к началу
Динамическая вязкость воздуха при различных температурах и постоянных давлениях (1-10 000 бар, 14,5 — 145 000 фунтов на квадратный дюйм):


Вернуться к началу
Кинематическая вязкость воздуха при различных температурах и постоянных давлениях (1-10 000 бар, 14,5 — 145 000 фунтов на квадратный дюйм):

Вернуться к началу
Динамическая и кинематическая вязкость воздуха при газожидкостном равновесном давлении:

К началу страницы

Динамическая (абсолютная) и кинематическая вязкость воздуха при давлении 1 атмосфера при температурах, указанных в ° F:

Для полного стола с кинематической вязкостью — поверните экран!

0 0.
Температура Динамическая вязкость Кинематическая вязкость
[° F] [фунт f с / фут 2 * 10 -6 ] [фунт м / фут ч] [мкПа с],
[Н с / м 2 * 10 -6 ]
[сП],
[МПа с]
[фут 2 / с * 10 -4 ] [сСт],
2 / с * 10 -6 ]
-100 0.2772 0.03211 13.27 0.01327 0.809 7.51
-50 0.3091 0.03580 14.80 0.01480 1.028 9.55

0,03794 15,68 0,01568 1,170 10,87
0 0,3395 0,03932 16.25 0,01625 1.267 11.77
10 0.3454 0.04001 16.54 0.01654 1.317 12.24
20 0.3512 0.014068 0.014068 0.04068 0.
0.30068 0.40902 0.4090 900 900 900 0.
0.900 0 9009 0.900 25 0,01625 1.267 1,386 12,71
30 0,3570 0,04135 17,10 0,01710 1.420 13.19
40 0.3628 0.04202 17.37 0.01737 1.472 13.67
50 0.3685 0.04268 900.600 87 900 17 900 4 900 900
60 0,3741 0,04333 17,91 0,01791 1,57 14,66
70 0.3797 0.04398 18.18 0.01818 1.632 15.16
80 0.3852 0.04462 18.45 0.01845 1.687 15.67 15867 18,97 0,01897 1,799 16,71
120 0,4699 0,04713 19.48 0.01948 1.913 17.78
140 0.4175 0.04835 19.99 0.01999 2.030 18.86
160 0.04900 2,150 19,97
180 0,4381 0,05074 20,98 0,02098 2.272 21.11
200 0.4481 0.05191 21.46 0.02146 2.397 22.27
250 0,4726 0.05474 22.619 22.619 22.619 22.619 22.619
300 0,4962 0,05747 23,76 0,02376 3,055 28,38
350 0.5189 0.06010 24.85 0.02485 3.405 31.64
400 0.5409 0.06265 25.90 0.02590 3.769 35.02
26,92 0,02692 4,146 38,52
500 0,5828 0,06751 27.91 0.02791 4.535 42.13
600 0.6224 0.07209 29.80 0.02980 5.349 49.70
700 0,6600 0.076431 0.07644 6,209 57,68
773 0,6863 0,07949 32,86 0,03286 6.864 63,77
1000 0,7632 0,08840 36,54 0,03654 9,038 83,97
1200 0,8258 0,09565 39,54 0,095 900 900 39,54
1400 0,8844 0,1024 42,35 0,04235 13,34 123.9
1600 0,9397 0,1088 44,99 0,04499 15,70 145,8
1800 0,9919 0,11 499 47,49 0,047 900 18 900 900 90 900 1899 2000 1,042 0,1207 49,87 0,04987 20,79 193,1

Вернуться к началу

Динамическая (абсолютная) и кинематическая вязкость воздуха при давлении 1 атмосфера при температурах, заданных как ° C :

Для полной таблицы с кинематической вязкостью — поверните экран!

0 0,01 900 900 900 900 13 06800
Температура Динамическая вязкость Кинематическая вязкость
[° C] [мкПа с],
[н-с / м 2 * 10 -6 ]
[сП],
[МПа с]
[фунт f с / фут 2 * 10-6] [фунт м / футов в час] [сСт],
2 / с * 10 -6 ]
[фут 2 / с * 10 -4 ]
-75 13.18 0.01318 0.2753 0.03188 7.40 0.796
-50 14.56 0.01456 0.3041 0.03523 9.22 0.992
159090
0,01588 0,3317 0,03842 11,18 1,203
-15 16,40 0,01640 0.3425 0,03966 12,01 1,292
-10 16,65 0,01665 0,3477 0,04028 12,43 1,33 8
-5 900, 0,015 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 0,04089 12,85 1,338
0 17,15 9090 0,01715 0,3582 0,04149 13.28 1,430
5 17,40 0,01740 0,3633 0,04209 13,72 1,477
10 17,64 0,01764 0,3685 0,3245 ​​
15 17,89 0,01789 0,3735 0,04327 14,61 1,57 900 900
20 18.13 0.01813 0.3786 0.04385 15.06 1.621
25 18.37 0.01837 0.3836 0.04443 15.52 1.671 0,3885 0,04500 15,98 1,720
40 19,07 0,01907 0.3983 0.04614 16.92 1.822
50 19.53 0.01953 0.4080 0.04725 17.88 1.925
60 19.99 0 099999 900 90 900 90 090 990 909 909 909 909 909 909 909 909 90 000 909 90 000 909 90 000 909 90 000 9090 18,86 2,030
80 20,88 0,02088 0,4361 0,05051 20.88 2.248
100 21.74 0.02174 0.4541 0.05260 22.97 2.473
125 22.79 0.02279 0.47 900 0.05560 2.5500
150 23.80 0.02380 0.4971 0.05758 28.51 3.069
175 24.78 0.02478 0.5176 0.05995 31.44 3.384
200 25.73 0.02573 0.5374 0.06225 34.47 3.710
06900 0,5567 0,06448 37,60 4,047
300 29,28 0,02928 0.6115 0.07083 47.54 5.117
412 32.87 0.03287 0.6865 0.07952 63.82 6.869
500 0 040 090 900 0 0 0405 77,72 8,366
600 38,25 0,03825 0,7988 0,09252 94.62 10.19
700 40.85 0.04085 0.8532 0.09883 112.6 12.12
800 43.32 0.04332 0.9047 0.17.790 900 0.17.790 900 0.17.790 900
900 45,66 0,04566 0,9535 0,1104 151,7 16,33
1000 47.88 0.04788 1.000 0.1158 172.7 18.59
1100 50.01 0.05001 1.045 0.1210 194.6 20.95
9068 9000

000 Перевод единиц измерения:

Динамическая вязкость, Абсолютная
сантипуаз [сП], грамм / (сантиметр секунда) [г / (см с)] = пуаз [P], килограмм / метр секунда [кг / мс] = ньютон секунда / квадратный метр [Н с / м 2 ] = паскаль-секунда [Па с], фунт / (фут-час) [фунт / (фут-ч)], фунт / (фут-секунда) [фунт / (фут-с)], рейн [рейн]

  • 1 сП = 0.001 Па с = 0,01 P = = 0,01 г / (см сек) = 6,72197×10 -4 фунт / (фут с) = 2,4191 фунт / (фут ч)
  • 1 фунт / (фут ч) = 0,00027778 фунт / ( футы с) = 0,00041338 Па с = 0,0041338 P = 0,41338 сП
  • 1 фунт / (фут с) = 3600 фунтов / (фут ч) = 1,48816 Па с = 14,8816 P = 1488,16 сП
  • 1 кг / (мс) = 1 (Н с) / м 2 = 1 Па с = 10 P = 1000 сП = 0,672197 фунт / (фут с) = 2419,09 фунт / (фут ч)
  • 1 (Н с) / м 2 = 1 кг / (мс) = 1 Па с = 10 P = 1000 сП = 0,672197 фунт / (фут с) = 2419.09 фунт / (фут ч)
  • 1 P = 1 г / (см с) = 0,1 Па с = 100 сП = 0,067197 фунт / (фут с) = 241,909 фунтов / (фут ч)
  • 1 Па с = 1 кг / (мс) = 1 (нс) / м 2 = 10 P = 1000 сП = 0,672197 фунт / (фут с) = 2419,08 фунт / (фут ч) = 0,00014504 рейн
  • 1 рейн = 6894,76 Па с

См. Также Преобразователь единиц абсолютной или динамической вязкости.

Кинематическая вязкость
сСт [сСт] = квадратный миллиметр / секунда [мм 2 / с], квадратный фут / час [фут 2 / час], квадратный фут / секунда [ футы 2 / с], квадратный дюйм / секунду [в 2 / с], квадратный метр / час [м 2 / ч], квадратный метр / секунду [м 2 / с], сток [св ] = квадратный сантиметр / секунда [см 2 / с]

  • 1 см 2 / с = 1 св = 100 мм 2 / с = 100 сСт = 1×10 -4 м 2 / с = 036 м 2 / ч = 1.07639×10 -3 футов 2 / с = 3,875008 футов 2 / ч = 0,1550003 при 2 / с
  • 1 сСт = 1 мм 2 / с = 0,01 St = 1×10 -6 м 2 / с = 0,0036 м 2 / ч = 1,076639×10 -5 футов 2 / с = 0,03875008 футов 2 / ч = 0,001550003 при 2 / с
  • 1 фут 2 / ч = 2,7778х10 -4 футов 2 / с = 0,04 при 2 / с = 2,58064х10 -5 м 2 / с = 0.092
м 2 / ч = 25,8064 сС = 0,258064 St
  • 1 фут 2 / с = 3600 фут 2 / ч = 144 в 2 / с = 0,092
  • м 2 / с = 334,451 м 2 / ч = 92903,04 сСт = 929,0304 St
  • 1 на 2 / с = 0,0069444 фута 2 / с = 25 футов 2 / ч = 0,00064516 м 2 / с = 2,322576 м 2 / h = 645,16 сСт = 6,4516 St
  • 1 м 2 / ч = 1/3600 м 2 / с = 2,7778×10 -4 м 2 / с = 2.7778 см 2 / с = 277,78 мм 2 / с = 277,78 сСт = 2,7778 Ст = 0,00298998 футов 2 / с = 10,7639 футов 2 / ч = 0,430556 при 2 / с
  • 1 м 2 / с = 3600 м 2 / ч = 1×10 4 см 2 / с = 1×10 4 St = 1×10 6 мм 2 / с = 1×10 6 сСт = 10,7639 фут 2 / с = 38750,08 фута 2 / ч = 1550003 при 2 / с
  • 1 мм 2 / с = 1 сСт = 1×10 -6 м 2 / с = 0.0036 м 2 / ч = 0,01 см 2 / с = 0,01 St = 1,07639×10 -5 футов 2 / с = 0,03875008 футов 2 / ч = 0,001550003 при 2 / с
  • 1 St = 1 см 2 / с = 100 сСт = 100 мм 2 / с = 1×10 -4 м 2 / с = 0,36 м 2 / ч = 1,076 x 10 -3 фут 2 / с = 3,875008 футов 2 / ч = 0,1550003 в 2 / с
  • См. Также Преобразователь кинематической вязкости

    Вернуться к началу

    ,

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *