Меню Закрыть

Кинематическая вязкость таблица: Вязкость воды: таблицы при различных температурах

Содержание

Вязкость воды: таблицы при различных температурах

Кинематическая вязкость воды при различных температурах

Вода H2O представляет собой ньютоновскую жидкость и ее течение описывается законом вязкого трения Ньютона, в уравнении которого коэффициент пропорциональности называется коэффициентом вязкости, или просто вязкостью.

Вязкость воды зависит от температуры. Кинематическая вязкость воды равна 1,006·10-6 м2/с при температуре 20°С.

В таблице представлены значения кинематической вязкости воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Значения вязкости даны в интервале температуры от 0 до 300°С. При температуре воды свыше 100°С, ее кинематическая вязкость указана в таблице на линии насыщения.

Кинематическая вязкость воды изменяет свою величину при нагревании и охлаждении. По данным таблицы видно, что с ростом температуры воды ее кинематическая вязкость уменьшается. Если сравнить вязкость воды при различных температурах, например при 0 и 300°С, то очевидно ее уменьшение примерно в 14 раз. То есть вода при нагревании становится менее вязкой, а высокая вязкость воды достигается если воду максимально охладить.

Значения коэффициента кинематической вязкости при различных температурах необходимы для вычисления величины числа Рейнольдса, которое соответствует определенному режиму течения жидкости или газа.

Кинематическая вязкость воды — таблица (приведены значения вязкости, увеличенные в 106 раз)
t, °С 0 20 40 60 80 100 120 140
ν·106, м2 1,789 1,006 0,659 0,478 0,365 0,295 0,252 0,217
t, °С 160 180 200 220 240 260 280 300
ν·106, м2 0,191 0,173 0,158 0,148 0,141 0,135 0,131 0,128

Если сравнить вязкость воды с вязкостью других ньютоновских жидкостей, например с кровью, или с маслами, то вода будет иметь меньшую вязкость. Менее вязкими, по сравнению с водой, являются органические жидкости – ацетон, бензол и сжиженные газы, например такие, как жидкий азот.

Динамическая вязкость воды в зависимости от температуры

Кинематическая и динамическая вязкость связаны между собой через значение плотности. Если кинематическую вязкость умножить на плотность, то получим величину коэффициента динамической вязкости (или просто динамическую вязкость).

Динамическая вязкость воды при температуре 20°С равна 1004·10-6 Па·с. В таблице даны значения коэффициента динамической вязкости воды в зависимости от температуры при нормальном атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Вязкость в таблице указана при температуре от 0 до 300°С.

Динамическая вязкость воды — таблица (даны значения вязкости, увеличенные в 106 раз)
t, °С 0 20 40 60 80 100 120 140
μ·106, Па·с 1788 1004 653,3 469,9 355,1 282,5 237,4 201,1
t, °С 160 180 200 220 240 260 280 300
μ·106, Па·с 173,6 153,0 136,4 124,6 114,8 105,9 98,1 91,2

Динамическая вязкость при нагревании воды уменьшается, вода становится менее вязкой и при достижении температуры кипения 100°С величина вязкости воды составляет всего 282,5·10

-6 Па·с.

Источник:
Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.

Вязкость. Таблицы значений абсолютной вязкости. Пояснения.


Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Вязкость, Число Рейнольдса (Re). Гидравлический диаметр. Ламинарный и турбулентный потоки.  / / Вязкость. Таблицы значений абсолютной вязкости. Пояснения.
Вязкость. Таблицы значений вязкости. Пояснения. Абсолютная и кинематическая вязкость.

Кинематическая вязкость — мера потока имеющей сопротивление жидкости под влиянием силы тяжести. Когда две жидкости равного объема помещены в идентичные капиллярные вискозиметры и двигаются самотеком, вязкой жидкости требуется больше времени для протекания через капилляр. Если одной жидкости требуется для вытекания 200 секунд,а другой — 400 секунд, вторая жидкость в два раза более вязкая, чем первая по шкале кинематической вязкости.

Размерность кинематической вязкости — L2/T, где L — длина, и T — время. Обычно используется сантистокс (cSt). ЕДИНИЦА СИ кинематической вязкости — mm2/s, что равно 1 cSt.

Абсолютная вязкость

, иногда называемая динамической или простой вязкостью, является произведением кинематической вязкости и плотности жидкости:

Абсолютная вязкость = Кинематическая вязкость * Плотность

Абсолютная вязкость выражается в сантипуазах (сПуаз). ЕДИНИЦА СИ абсолютной вязкости — миллипаскаль-секунда (mPa-s), где 1 сПуаз = 1 mPa-s.

Вязкость газов при атмосферном давлении:
η, 10 -6 Па· с 150 К 200 К 250 К 300 К
400 К
Азот 10.0 12.9 15.5 17.9 22.1
Аммиак 6.89 8.53 10.3 13.9
Аргон 12.3 16.0 19.5 22.7 28.5
Ацетилен 10.3 13.5
Бромметан 13.2 15.8 20.2
Водород 5.57 6.78 7.90 8.94 10.9
Водяной пар 9.13 13.2
Воздух 10.3 13.2 16.0 18.5 23.0
Гелий 12.3 15.0 17.5 19.9
24.3
Кислород 11.3 14.6 17.8 20.7 25.9
Метан 7.76 9.53 11.2 14.2
Неон 19.4 23.9 28.0 31.7 38.4
Оксид азота (II) 10.5 13.6 16.6 19.3 24.1
Оксид углерода (II) 9.84
12.7
15.4 17.8 22.1
Оксид углерода (IV) 10.2 12.6 15.0 19.5
Пропан 7.1 8.3 9.5
Этан 6.43 7.96 9.45 12.2
Этилен 7.1 8.8 10.4 13.5
Вязкость жидкостей при атмосферном давлении:

η, 10 -3 Па· с

0°C 20°C 50°C 70°C 100°C
Ацетон = 0.32 0.25 = =
Бензин 0.73 0.52
0.37
0.26 0.22
Бензол = 0.65 0.44 0.35 =
Вода 1.80 1.01 0.55 0.41 0.28
Глицерин 12100 1480 180 59 13
Керосин 2.2 1.5 0.95 0.75 0.54
Кислота уксусная = 1.2 0.62 0.50 0.38
Масло касторовое = 987 129 49 =
Пентан 0.28 0.24 = = =
Ртуть = 1.54 1.40 = 1.24
Спирт метиловый 0.82 0.58 0.4 0.3 0.2
Спирт этиловый (96%) 1.8 1.2 0.7 0.5 0.3
Толуол = 0.61 0.45 0.37 0.29
Вязкость расплавов:
  t°, °C η, 10 -3 Па· с
Алюминий 700 2.90
Висмут 305 1.65
Калий 100 0.46
Натрий 105 0.69
Олово 240 1.91
Свинец 440 2.11
Цинк 430 3.3
Бромид ртути 250 3.0
Бромид свинца 380 10.2
Бромид серебра 610 1.86
Гидроксид калия 400 2.3
Гидроксид натрия 350 4.0
Хлорид калия 790 1.4
Хлорид натрия 320 2.83
Хлорид серебра 600 1.61
Вязкость воды:
t°, °C η, 10 -6 Па· с
0 1797
10 1307
20 1004
30 803
40 655
50 551
60 470
70 407
80 357
90 317
100 284
110 256
120 232
130 212
140 196
150 184

 

Динамическая вязкость воздуха:

η, 10 -6 Па· с

температура воздуха

давление 0°C 25°C 100°C
1 атм 17.20 18.37 21.80
20 атм 17.53 18.65 22.02
50 атм 18.15 19.22 22.40
100 атм 19.70 20.60 23.35
200 атм 23.70 23.95 25.30



Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.
TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Таблица вязкости

Вязкость — это свойство жидкости, характеризующее способность её частиц оказывать взаимное сопротивление при перемещении перемещении относительно друг друга (внутреннее трение).

Динамическая вязкость — один из основных параметров, необходимых для точного расчета насоса или мешалки. При расчетах обычно используется значение в сантипуазах (сПз) или в миллипаскалях на секунду (мПа*с).
Динамическая вязкость воды при температуре +20 градусов Цельсия равна 1 сПз (=1 мПа*с).

Динамическую вязкость (сантипуаз) можно получить из кинематической вязкости (сантистокс), умножив ее значение на плотность жидкости (кг/дм3).

Условная вязкость (ВУ)
— величина, косвенно характеризующая гидравлическое сопротивление течению, измеряемая временем истечения заданного объёма жидкости через вертикальную трубку определённого диаметра. Условная вязкость измеряется в градусах Энглера, и определяется отношением времени истечения 200 см3 испытываемой жидкости при данной температуре из специального вискозиметра ко времени истечения 200 см3 дистиллированной воды из того же прибора при +20 градусах Цельсия. Условную вязкость до 16 градусов Энглера переводят в кинематическую по таблице ГОСТ, а условную вязкость, превышающую 16 градусов Энглера, по специальной формуле.

Вязкость жидкостей уменьшается с увеличением температуры и растёт с увеличением давления.

Для измерения вязкости используют специальный прибор, под названием «вискозиметр».

В таблице ниже приведены ориентировочные значения динамической вязкости для различных продуктов при комнатной температуре. Обращаем ваше внимание, что приведенные данные — приблизительные. Фактическое значение вязкости каждого конкретного продукта рекомендуется измерять вискозиметром при соответствующем значении температуры.

НаименованиеВязкость, сантипуаз
Вода1 сПз
Масло растительноеоколо 100 сПз
Сок томатныйоколо 200 сПз
Кефир-йогурт500-1500 сПз
Сметана1000-3000 сПз
Варенье, джем, наполнитель3000-10000 сПз
Майонез-кетчуп5000-15000 сПз
Пюре овощное-фруктовое10000-20000 сПз
Зубная паста50000-100000 сПз

Вязкость жидкости — важнейший параметр для правильного подбора и расчета насоса или мешалки.

Кинематическая вязкость жидкостей таблица | Авто Брянск

Кинематическая вязкость воды при различных температурах

Вода H2O представляет собой ньютоновскую жидкость и ее течение описывается законом вязкого трения Ньютона, в уравнении которого коэффициент пропорциональности называется коэффициентом вязкости, или просто вязкостью.

Вязкость воды зависит от температуры. Кинематическая вязкость воды равна 1,006·10 -6 м 2 /с при температуре 20°С.

В таблице представлены значения кинематической вязкости воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Значения вязкости даны в интервале температуры от 0 до 300°С. При температуре воды свыше 100°С, ее кинематическая вязкость указана в таблице на линии насыщения.

Кинематическая вязкость воды изменяет свою величину при нагревании и охлаждении. По данным таблицы видно, что с ростом температуры воды ее кинематическая вязкость уменьшается. Если сравнить вязкость воды при различных температурах, например при 0 и 300°С, то очевидно ее уменьшение примерно в 14 раз. То есть вода при нагревании становится менее вязкой, а высокая вязкость воды достигается если воду максимально охладить.

Значения коэффициента кинематической вязкости при различных температурах необходимы для вычисления величины числа Рейнольдса, которое соответствует определенному режиму течения жидкости или газа.

Кинематическая вязкость воды — таблица
t , °С 20 40 60 80 100 120 140
ν ·10 6 , м 2 /с 1,789 1,006 0,659 0,478 0,365 0,295 0,252 0,217
t , °С 160 180 200 220 240 260 280 300
ν ·10 6 , м 2 /с 0,191 0,173 0,158 0,148 0,141 0,135 0,131 0,128

Если сравнить вязкость воды с вязкостью других ньютоновских жидкостей, например с кровью, или с маслами, то вода будет иметь меньшую вязкость. Менее вязкими, по сравнению с водой, являются органические жидкости – ацетон, бензол и сжиженные газы, например такие, как жидкий азот.

Динамическая вязкость воды в зависимости от температуры

Кинематическая и динамическая вязкость связаны между собой через значение плотности. Если кинематическую вязкость умножить на плотность, то получим величину коэффициента динамической вязкости (или просто динамическую вязкость).

Динамическая вязкость воды при температуре 20°С равна 1004·10 -6 Па·с. В таблице даны значения коэффициента динамической вязкости воды в зависимости от температуры при нормальном атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Вязкость в таблице указана при температуре от 0 до 300°С.

Динамическая вязкость воды — таблица
t , °С 20 40 60 80 100 120 140
μ ·10 6 , Па·с 1788 1004 653,3 469,9 355,1 282,5 237,4 201,1
t , °С 160 180 200 220 240 260 280 300
μ ·10 6 , Па·с 173,6 153,0 136,4 124,6 114,8 105,9 98,1 91,2

Динамическая вязкость при нагревании воды уменьшается, вода становится менее вязкой и при достижении температуры кипения 100°С величина вязкости воды составляет всего 282,5·10 -6 Па·с.

Сводная таблица кинематическая вязкости нефтепродуктов

Жидкость Температура Кинематическая вязкость, сСт
Анилин 20 4,3
Бензин 15 0,65
Бензол 20 0,07
Глицерин 50% водный раствор 20 6
Глицерин 86% водный раствор 20 105
Глицерин безводный 20 870
Керосин 15 2,7
Нефть легкая 18 25
Нефть тяжелая 18 140
Скипидар 16 1,83
Спирт этиловый 20 2,54
Дизельное топливо (ГОСТ 305-82) 20 18 — 60
Масло авиационное МС, МК (ГОСТ 21743-76) 100 14 – 22
Масло веретенное АУ (ГОСТ 1642-75) 20 49
Масло индустриальное (ГОСТ 20799-75):
И-5А 50 4
И-8А 50 7
И-12А 50 12
И-25А 50 25
И-30А 50 30
И-40А 50 40
И-70А 50 70
И-100А 50 100
Касторовое масло 20 1002
Турбинное масло (ГОСТ 32-74, ГОСТ 9972-74):
ТП-30 50 30
ТП-46 50 46

График зависимости кинематической вязкости мазута ГОСТ 10585-75 от температуры

Сводная таблица плотности нефтепродуктов

Жидкость Температура Плотность, кг/м3
Анилин 20 1021
Бензин 20 710
Бензол 20 880
Глицерин 20 1260
Керосин 20 780
Мазут 20 740 – 1000
Нефть 20 730 — 1060
Спирт этиловый 20 790
Дизельное топливо (ГОСТ 305-82) 20 830

Плотность нефти в зависимости от температуры

Вязкость нефтепродуктов

Первая группа. Маловязкие нефтепродукты (ВУ50 — до 3 град.)
— дизельные топлива: Л, З, С и А, масла: соляровое, веретенное, трансформаторное, индустриальное, парфюмерное, приборное МВП.

Вторая группа. Нефтепродукты средней вязкости (ВУ50 — от 3 до 7 град.)
— масло осевое, моторное топливо ДТ, масло вазелиновое медицинское, цилиндровое 2, гипоидное, масло компрессорное М, мазут флотский Ф5

Третья группа. Вязкие нефтепродукты (ВУ50 — от 7 до 10 град.)
— компрессорное Т, КС-13, масла трансмиссионные автотракторные: ТАп15, Тап10, мазут флотский 12, масла авиационные, масла автотракторные: Сап10, Акп10, моторное Т, дизельные масла, вазелиновое, масла индустриальные: И-8А, И-12А, ИГП-4, ИГП-6, ИГП-8.

Четвертая группа. Высоковязкие нефтепродукты (ВУ50 — от 10 и выше град.)
— сырые нефти, мазуты топочные: 40, 100, масло цилиндровое 6, вискозин, вапор, полугудрон, топливо для мартеновских печей МП, автол АК-15, масла для холодильных машин, масла индустриальные: И-20А, И-25А, И-30А, И-40А, И-50А, И-70А, И-100А, ИГП-18, ИГП-30, ИГП-38, ИГП-49, ИГП-72, ИГП-91, ИГП-114, масла турбинные и др.

Вязкость жидкости определяет способность жидкости сопротивляться сдвигу при ее движении, а точнее сдвигу слоев относительно друг друга. Для правильного подбора насосов ЦНС или насосов КМ и распространения на них гарантийных обязательств Вы должны четко знать значения вязкости вашей рабочей жидкости.

Вы, или ваши технические службы могут измерять и оперировать либо кинематической вязкостью с размерностями [мм2/с] и [сСт (сантистоксы)], либо динамической вязкостью с размерностями [сП сантипуазы] и [мПа*с]. Мы указываем предельно допустимые значения кинематической вязкости, так как она обычно идет в паспортах с характеристикой жидкости, но динамическая используется при расчетах оборудования и научных работах, поэтому для удобства рассмотрим оба варианта и связь между ними. Обращаем ваше внимание что вышеуказанные размерности равны между собой т.е. [мм2/с] = [сСт] и [сП] = [мПа*с], для остальных величин смотрите переводные таблицы указанные ниже:

Таблица для кинематической вязкости ν

Таблица для динамической вязкости η

Если же Вам необходимо перевести одну вязкость в другую, то воспользуйтесь формулой:

v – кинематическая вязкость,

η – динамическая вязкость

В том случае, когда вы используете простой вискозиметр, и посчитали отношение времени истекании 200 мл вашей жидкости к 200 мл эталонной жидкости, то Вы получили число условной вязкости, она измеряется в условных градусах (°ВУ) и имеет значение 1 ед. °ВУ = 3,78 мм2/с кинематической вязкости.

Если вы не знаете, какова вязкость вашей рабочей жидкости, и у вас нет приборов для ее измерения, или же Вы привыкли все делать «на глаз», то мы подготовили таблицы с данными по самым распространенным жидкостям.

Динамическая (абсолютная) вязкость жидкостей при атмосферном давлении:

Динамическая вязкость часто применяемых жидкостей при атмосферном давлении:

η, 10 -3 Па· с 0°C 20°C 50°C 70°C 100°C Ацетон = 0.32 0.25 = = Бензин 0.73 0.52 0.37 0.26 0.22 Бензол = 0.65 0.44 0.35 = Вода 29221 43101 0.55 0.41 0.28 Глицерин 12100 1480 180 59 13 Керосин 43133 43221 0.95 0.75 0.54 Кислота уксусная = 43132 0.62 0.50 0.38 Масло касторовое = 987 129 49 = Пентан 0.28 0.24 = = = Ртуть = 19725 14611 = 45292 Спирт метиловый 0.82 0.58 0.4 0.3 0.2 Спирт этиловый (96%) 43313 43132 0.7 0.5 0.3 Толуол = 0.61 0.45 0.37 0.29

Кинематическая вязкость распространенных жидкостей при атмосферном давлении и разных температурах

— индустриальных и пищевых масел, дизельного топлива, кислоты, нефти, мазута и др.

Физические свойства воды :: HighExpert.RU

Вода (обычная) — вещество, описываемое химической формулой H2O, самое распространенное соединение на земле, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода, растворитель минеральных солей.

Плотность воды при различной температуре

Температура воды Плотность воды
оС кг/м3
0 999,9
5 1000
10 999,7
20 998,2
30 995,7
40 992,2
50 988,1
60 983,2
70 977,8
80 971,8
90 965,3
100 958,4


Динамическая и кинематическая вязкость воды при различной температуре

Температура Динамическая вязкость, μ Кинематическая вязкость, ν
оС (Н • c/м 2) • 103 — [сПуаз] м2/с • 106 — [сСтокс]
0 1,787 1,787
5 1,519 1,519
10 1,307 1,307
20 1,002 1,004
30 0,798 0,801
40 0,653 0,658
50 0,547 0,658
60 0,467 0,475
70 0,404 0,413
80 0,355 0,365
90 0,315 0,326
100 0,282 0,294


Основные физические свойства воды при различной температуре

Температура Плотность, ρ Удельная теплоёмкость, Cp Коэффициент температурного линейного расширения, α Число Прандтля, Pr
оС кг/м3 кДж / (кг • К) (1 / K) x 103
0 999,9 4,217 -0,07 13,67
20 998,2 4,182 0,207 7,01
40 992,1 4,179 0,385 4,34
60 983,2 4,185 0,523 2,99
80 971,8 4,197 0,643 2,23
100 958,4 4,216 0,752 1,75

Температура кипения воды в зависимости от давления

1,013 бар

1,379 бар

2,068 бар

2,758 бар

3,585 бар

4,826 бар

6,205 бар

7,929 бар

10,34 бар

15,51 бар



Формулы физических свойств воды

При проведении инженерных расчетов удобнее использовать приближённые формулы для определения физических свойств воды⋆.

Плотность воды

⋆ [ кг/м3 ]

Теплоёмкость воды

⋆ [ Дж/(кг • К) ]

Теплопроводность воды

⋆ [ Вт/(м • K) ]

Динамическая вязкость воды

[ Па • c ]


Кинематическая вязкость воды

⋆ [ м2/с ]

Температуропроводность воды

⋆ [ м2/с ]

Число Прандтля воды

[ — ]

⋆ Приближённые формулы физических свойств воды получены авторами настоящего сайта.

Размерность величин: температура — К (Кельвин).

Приближённые формулы действительны в диапазоне температур воды от 283 К до 373 К.


Коэффициент кинематической вязкости воды при температуре 25. Определение вязкости жидкости. Динамическая вязкость воды в зависимости от температуры

Вода H 2 O представляет собой ньютоновскую жидкость и ее течение описывается законом вязкого трения Ньютона, в уравнении которого коэффициент пропорциональности называется коэффициентом вязкости, или просто вязкостью.

Вязкость воды зависит от температуры. Кинематическая вязкость воды равна 1,006·10 -6 м 2 /с при температуре 20°С.

В таблице представлены значения кинематической вязкости воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Значения вязкости даны в интервале температуры от 0 до 300°С. При температуре воды свыше 100°С, ее кинематическая вязкость указана в таблице на линии насыщения.

Кинематическая вязкость воды изменяет свою величину при нагревании и охлаждении. По данным таблицы видно, что с ростом температуры воды ее кинематическая вязкость уменьшается . Если сравнить вязкость воды при различных температурах, например при 0 и 300°С, то очевидно ее уменьшение примерно в 14 раз. То есть вода при нагревании становится менее вязкой, а высокая вязкость воды достигается если воду максимально охладить.

Значения коэффициента кинематической вязкости при различных температурах необходимы для вычисления величины числа Рейнольдса, которое соответствует определенному режиму течения жидкости или газа.

Если сравнить вязкость воды с вязкостью других ньютоновских жидкостей, например с , или с , то вода будет иметь меньшую вязкость. Менее вязкими, по сравнению с водой, являются органические жидкости – , бензол и сжиженные газы, например такие, как .

Динамическая вязкость воды в зависимости от температуры

Кинематическая и динамическая вязкость связаны между собой через значение плотности. Если кинематическую вязкость умножить на плотность, то получим величину коэффициента динамической вязкости (или просто динамическую вязкость).

Динамическая вязкость воды при температуре 20°С равна 1004·10 -6 Па·с. В таблице даны значения коэффициента динамической вязкости воды в зависимости от температуры при нормальном атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Вязкость в таблице указана при температуре от 0 до 300°С.

Динамическая вязкость при нагревании воды уменьшается , вода становится менее вязкой и при достижении

Вода — это жидкость, без которой невозможна жизнь на земле. Но многие не знают, что она имеет много свойств, несколько видов и особенностей. Одна из них — вязкость, которая используется не только в физике, но и в других сферах знаний и жизни человека. Это такие отрасли, как медицина, косметология, кулинария, автомобильная промышленность. Еще один вид этой характеристики — условная вязкость — активно используется в нефтедобывающей промышленности, химии и физике.

Что за явление — динамическая вязкость воды?

Растягиваясь, жидкое вещество претерпевает сопротивление. Аналогично происходит при сдвиге. Такое явление зависит от той скорости, которую развивают частицы жидкости при движении различных пластов воды. При воздействии пласта, передвигающегося быстрее, на пласт, движущийся более медленно, на первый план выступает ускоряющая сила. При обратном явлении действует тормозящая. Обе силы действуют в направлении к поверхностям пластов воды по касательной.

Отличительной особенностью является вязкость воды, сопротивляющаяся перемещению частиц в отношении друг друга. Она подразделяется на объемную и тангенциальную. Объёмная сопротивляется растяжению, она начинает действовать при распространении в воде различных звуковых волн. Тангенциальная вязкость способна оказывать сопротивление сдвигающему усилию.

Характерным свойством воды является текучесть, с которой мы сталкиваемся постоянно. Вязкость жидкости обратно пропорциональна ее текучести. Между отдельными молекулами возникает сила трения, и чтобы сдвинуть их с места, необходимо приложить усилие. Такое явление получило в науке название «динамическая вязкость воды», которую можно увеличить, если в воде растворить какие-либо вещества. Это могут быть различные соли. Динамическую вязкость воды еще называют абсолютной, ее можно узнать с помощью произведения плотности жидкости на ее кинематическое сопротивление.

Такая пониженная текучесть потока, где линейная скорость под воздействием давления сдвига в 1 ньютон на метр квадратный имеет градиент один метр в секунду на одном метре расстояния, перпендикулярного к плоскости сдвига, является единицей измерения абсолютной (динамической) вязкости. Ее измеряют при помощи коэффициента динамической вязкости (μ, η). Например, в морской воде, где присутствуют неорганические соединения, сопротивление воды намного выше, чем у пресной. Это можно почувствовать, даже плавая в ней: если сравнить воду Азовского и Средиземного моря, то во втором варианте человек быстрее научится плавать, так как там вода более соленая.

Что представляет собой кинематическая вязкость воды?

В физике известно два вида жидкости — ньютоновская и неньютоновская. Течение первого вида подлежит описанию согласно законам вязкого трения Ньютона. При этом, соответственно, меняется название коэффициента пропорциональности. Кинематическая вязкость воды при 20 градусах по Цельсию составляет 1,006*10 6 м 2 /с.

Существуют специализированные таблицы со значениями кинематического сопротивления жидкости. Они изменяются при разных показателях температуры при атмосферном давлении 760 мм.рт.ст. Значения, в которых выражена вязкость воды, представлены в них в диапазоне температуры от 0 до 350 °С. Если нагреть эту жидкость больше 100 °С, ее кинематическое сопротивление дается на линии насыщения. Эти значения важны при различных температурах. Без них не обойтись при вычислении величины числа Рейнольдса, которое соответствует определенному режиму течения жидкости или газа.

При сравнительном анализе разных жидкостей, подчиненных закону Ньютона, например, крови или масел, доказано, что вода имеет меньшую вязкость. Она обладает большими показателями сопротивления в сравнении с органическими жидкостями.

Уравнение кинематической вязкости воды

Мера кинематического сопротивления жидкости — это коэффициент кинематической вязкости воды. Его, как и любую физическую величину, также можно вычислить. Он выражен отношением динамической вязкости к плотности:

ν = μ/ρ, где

  • μ — динамическая вязкость в Н*с/м 2 ;
  • ρ — плотность в кг/м 3 ;
  • ν — кинематическое сопротивление в м 2 /c.

Естественно то, что вязкость меняется, как и агрегатные состояния вещества. Такие научные данные используются в авиа- и судостроении и некоторых других отраслях промышленности.

Что происходит с водой при повышении температуры?

Затрудненная текучесть жидкости меняется с увеличением или уменьшением температуры, то есть коэффициент кинематической вязкости воды и динамический показатель не являются стабильными. Следовательно, коэффициенты сопротивления соленой и пресной воды разные.

Так как все значения этих коэффициентов невозможно запомнить, есть специализированные таблицы, где определена вязкость воды при температуре различных уровней. Данными пользуются в теории и на практике.

Как определить вязкость жидкости?

Вискозиметр специализируется на измерении этой характеристики воды с помощью таких методов:

  • метод падающего шарика;
  • истечение жидкости через капилляр;
  • определение сопротивления с помощью ротационных вискозиметров.

Определяя коэффициент вязкости воды, на практике больше используют относительные методики, а не абсолютные, что позволяет пренебречь в расчетах константами приборов. Измерения сначала выполняют для стандартной жидкости, а потом для исследуемой.

От чего зависит вязкость?

Эта характеристика зависит от природы вещества. Если по форме различные частицы жидкости отличаются от сферической, при этом изменяя коэффициент вязкости, то сопротивление такого вещества значительно возрастает и уже не вычисляется согласно уравнению Ньютона. Палочкообразная, листочкообразная форма молекул растворов встречается в разнообразных гелях. Их сопротивление возрастает в связи с тем, что их частицы-мицеллы образуют сетчатую структуру-каркас, внутри которого находится жидкость.

Меняет значение и кинематическая вязкость воды, нагреваясь и охлаждаясь. При повышении температуры она становится меньше. Другими словами, вода при нагревании становится менее сопротивляемой, а при максимальном охлаждении проявляется высокая вязкость воды.

Вопрос:

Здравствуйте! Вы не можете подсказать, нигде не могу найти, какая вязкость у соленой воды плотностью 1,15-1,2 г/см 3 при низких и отрицательных температурах? Например при -20 градусах Цельсия? Заранее спасибо. Руслан

Ответ:

Здравствуйте, уважаемый, Руслан!

Динамический коэффициент вязкости воды в сильной степени зависит от температуры, но почти не зависит от давления. Значение этого коэффициента для пресной воды, полученное опытным путем для t°С = 0°С, μ = 1,793·10 3 Па·с. При расчете динамического коэффициента вязкости применяют эмпирическую формулу Пуазейля:

μ = 0,000183/(1 + 0,0337t + 0,000221t 2),
где t — температура воды.

Динамический коэффициент вязкости соленой воды незначительно отличается от коэффициента вязкости пресной воды. Например, при t = 20°С и S = 25‰ он равен 1,052·10 -3 Па·с, а для пресной воды — 1,003·10 -3 Па·с, т. е. больше примерно на 5%.

Следует отметить, что во многие расчетные формулы входит отношение динамического коэффициента вязкости μ к плотности жидкости ρ, носящее название кинематического коэффициента вязкости (кинематическая вязкость):
ν = μ/ρ

Значения коэффициентов вязкости существенно уменьшаются с повышением температуры.

Вязкость жидкостей может быть определена и вискозиметром. Существует несколько типов таких приборов. В самом простом полевом вискозиметре, основанном на принципе истечения, в воронку наливается, например, исследуемый раствор объемом 500 см 3 , вязкость которого следует установить. Измеряются температура и время истечения из воронки исследуемого раствора Т р; затем наливается в воронку дистиллированная вода при такой же температуре (обычно 20°С) и определяется время ее истечения Т в. Отношение

Есть относительная вязкость (для вязких жидкостей она всегда больше 1).

Вязкость воды уменьшается при увеличении температуры весьма существенно: так, при увеличении температуры воды от 0 до 100 0 С вязкость уменьшается примерно в 8 раз. При нормальном атмосферном давлении для определения кинематического коэффициента вязкости воды в зависимости от температуры составлена таблице.

Значение v м 2 /с для воды в зависимости от температуры

t°C
0
2
4
6
8
0
179
167
157
147
138
10
131
124
117
112
106
20
101
96
92
87
84
30
80
75
72
69
67
40
66
62
60
58
56
50
56
52
51
49
48

Кроме того, вязкость жидкости зависит и от давления. При давлении до 2·10 7 Па изменение вязкости воды незначительно и часто в расчетах не учитывается.

Справочные данные по зависимости вязкости воды от температуры приведены в следующих справочниках:
Ривкин С.Л. Теплофизические свойства воды www.oglibrary.ru/data/demo/6263/62630003.html
Справочник химика Никольского Б.П. lib.mexmat.ru/books/12114

Физические свойства воды

Плотность воды при её различной температуре

Температура
Плотность
о С
кг/м 3
0
999,9
5
1000
10
999,7
20
998,2
30
995,7
40
992,2
50
988,1
60
983,2
70
977,8
80
971,8
90
965,3
100
958,4

Динамическая и кинематическая вязкость воды при её различной температуре

Температура
Динамическая вязкость
Кинематическая вязкость
о С
(Н. c / м 2) x 10 -3
(м 2 / с) x 10 -6
0
1,787
1,787
5
1,519
1,519
10
1,307
1,307
20
1,002
1,004
30
0,798
0,801
40
0,653
0,658
50
0,547
0,658
60
0,467
0,475
70
0,404
0,413
80
0,355
0,365
90
0,315
0,326
100
0,282
0,294

Основные физические свойства воды при её различной температуре

Температура
Плотность
Удельная теплоёмкость, C p
Коэффициент температурного линейного расширения
Число Прандтля
о С
кг/м 3
кДж / (кг. К)
(1 / K) x 10 3

0
999,9
4,217
-0,07
13,67
20
998,2
4,182
0,207
7,01
40
992,1
4,179
0,385
4,34
60
983,2
4,185
0,523
2,99
80
971,8
4,197
0,643
2,23
100
958,4
4,216
0,752
1,75

Таблица 15.5

Кинематическая вязкость некоторых жидкостей при 20° (Hadgman C.D., 1965)

Вода препятствует продвижению пловца. В гидродинамике для расчета движения жидкости используют число Рейнольдса. Число Рейнольдса — это безразмерная величина , где — плотность и вязкость жидкости, и — скорость ее движения относительно тела и а — некоторая длина.

Правило, согласно которому строение потока около тел одной и той же формы одинаково, если одинаково число Рейнольдса, неприменимо в тех случаях, когда речь идет о поведении жидкости около ее свободной поверхности.

Число Рейнольдса удобно выражать как величина, называемая кинематической вязкостью.

Во многих случаях трудно измерять силы, которые действуют на тело, движущееся в жидкости. В этой связи для экспериментов используют аэродинамические и гидродинамические трубы.

Лобовое сопротивление. При движении какого-нибудь тела в жидкости, на него действует сила, задерживающая его движение. Эту силу называют лобовым сопротивлением. Величина ее зависит от природы жидкости и от размеров, формы и скорости движущегося тела.

Как показали эксперименты в аэродинамических трубах, лобовое сопротивление тела или различных тел одной и той же формы можно определить по формуле где Д — лобовое сопротивление, р — плотность жидкости, и — скорость движения жидкости относительно тела, А — характеристическая площадь и С д — величина, называемая коэффициентом лобового сопротивления, которая зависит от формы тела и от числа Рейнольдса.

К сожалению, не существует единого определения А, которое было бы удобным при любой форме тела. Используются следующие площади:

1) лобовая площадь, т. е. площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярно направлению потока. В случае цилиндра, имеющего высоту h и радиус г, лобовая площадь будет равна πr 2 , если ось цилиндра параллельна потоку, и 2rh, если она перпендикулярна ему;

2) площадь наибольшей проекции, т. е. проекции по тому направлению, по которому площадь ее будет наибольшей; эту величину используют, когда имеют дело с обтеканием профиля крыла; по сравнению с лобовой площадью она имеет то преимущество, что не изменяется при наклоне профиля;

3) суммарная поверхность тела. Следует помнить, что в случае тонкой пластинки это будет суммарная площадь обеих ее сторон.

Если есть сомнения, то важно указать, какая именно из этих площадей была использована при вычислении коэффициента С

На рис. 15.34 приведены кривые зависимости коэффициента лобового сопротивления С д от числа Рейнольдса для тел различной формы.

Все коэффициенты были вычислены на основе лобовой площади.

Число Рейнольдса для всех тел, кроме диска, определялось обычным способом по длине, измеренной в направлении потока; для диска же его определяли по диаметру, хотя он расположен перпендикулярно потоку.

В связи с отсутствием работы по лобовому сопротивлению у пловцов, мы приводим данные Т.О. Lang, K.S. Norris (1966), R. Alexander (1968) полученные при изучении дельфинов. Было найдено, что при коротких «бросках» дельфин может развивать скорость до 830 см/с (около 16 узлов), а со скоростью 610 см/с (около 12 узлов) способен плыть примерно в течение 1 мин. Дельфин (Turbiopsgilli) имел длину 191 см, так что число Рейнольдса при первой из этих скоростей составляло 830·191 /0,01 = 1,6·10 7 . Профиль дельфина хорошо обтекаем. Кожа очень гладкая и лишена волос. Все указывает на малую величину лобового сопротивления.

Рис. 15.34. Зависимость коэффициента лобового сопротивления от числа Рейнольдса для диска, расположенного перпендикулярно направлению своего движения; для удлиненного цилиндра, движущегося перпендикулярно своей оси; для шара и для тела обтекаемой формы, движущегося вдоль своей оси (по Р. Александер, 1970)

Попробуем оценить величину лобового сопротивления для дельфина, плывущего со скоростью 830 см/с и мощность, развиваемую его мышцами. Лобовая площадь у дельфина длиной 191 см, вероятно, составляет около 1100 см 2 . Коэффициенты лобового сопротивления для обтекаемых тел при числе Рейнольдса около 1,6-10 7 близки к 0,055. Подставив эти величины в уравнение

Мы найдем, что лобовое сопротивление у нашего дельфина составляет примерно 1 /2 (830) 2 ·1100·0,055 = 2,0-10 7 дин. Мощность равна сопротивлению, умноженному на скорость, т. е. в данном случае 830·2,0·10 7 эрг/с, или 1660 Вт. Однако от мышц требуется большая мощность, так как КПД дельфина при плавании не может достигать 100%; поэтому она едва ли могла быть меньше 2000 Вт. Дельфин весит 89 кг, из которых на долю участвующих в плавании мышц приходится, вероятно, около 15 кг. Таким образом, мощность мышц должна составлять примерно 130 Вт/кг. Это в 3 раза больше максимальной мощности, которую могут развивать мышцы человека при работе на велоэргометре.

Лобовое сопротивление — не единственная гидродинамическая сила, действующая на тела, которые движутся в жидкости или находятся в потоке. По определению оно имеет то же направление, что и скорость движения жидкости относительно тела. Когда симметричное тело движется вдоль своей оси симметрии, действующая на него гидродинамическая сила направлена прямо и представляет собой лобовое сопротивление. Но когда симметричное тело движется под некоторым углом к оси симметрии, гидродинамическая сила действует под углом к его пути. Ее можно разложить на две составляющие, одна из которых направлена назад и представляет собой лобовое сопротивление, а другая действует под прямым углом к первой.

Энергетика пловца. Когда человек плывет, он сообщает некоторое количество энергии воде, чтобы продвинуться (проплыть) в ней. Это создает волну, которая в конечном счете потеряет всю сообщенную ей энергию в виде тепла, и поверхность воды снова станет спокойной. Затраченная таким образом при плавании энергия представляет собой совершенную работу плюс тепло, потерянное телом пловца.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Вязкостью называют один из видов явлений переноса. Она связана со свойством текучих веществ (газов и жидкостей), сопротивляться перемещению одного слоя относительно другого. Это явление вызывается движением частиц, которые составляют вещество.

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).

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:

1Па c=10 пуаз

Основной единицей измерения коэффициента кинематической вязкости в системе СИ является:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание Динамически вязкость воды равна Па с. Какая величина предельного диаметра трубы позволит течению воды остаться ламинарным, если за 1 с через поперечное сечение вытекает объем воды равный ?
Решение Условие ламинарности течения жидкости имеет вид:

Где число Рейнольдса найдем по формуле:

Скорость течения воды найдем как:

В выражении (1.3) — высота водяного цилиндра, имеющего объем :

По условию =1 с.

Подставим в выражение для числа Рейнольдса скорость (1.4), имеем:

Плотность воды при н.у. кг/м 3 .

Проведем вычисления, получим:

Ответ м

ПРИМЕР 2

Задание Шарик, имеющий плотность и диаметр d всплывает в жидкости плотности со скоростью . Какова кинематическая вязкость жидкости?
Решение Сделаем рисунок.

Зависимость вязкости воды от температуры. Вязкость воды. Кинематическая вязкость воды. Динамическая вязкость воды. Основные физические свойства воды при её различной температуре

Таблица 15.5

Кинематическая вязкость некоторых жидкостей при 20° (Hadgman C.D., 1965)

Вода препятствует продвижению пловца. В гидродинамике для расчета движения жидкости используют число Рейнольдса. Число Рейнольдса — это безразмерная величина , где — плотность и вязкость жидкости, и — скорость ее движения относительно тела и а — некоторая длина.

Правило, согласно которому строение потока около тел одной и той же формы одинаково, если одинаково число Рейнольдса, неприменимо в тех случаях, когда речь идет о поведении жидкости около ее свободной поверхности.

Число Рейнольдса удобно выражать как величина, называемая кинематической вязкостью.

Во многих случаях трудно измерять силы, которые действуют на тело, движущееся в жидкости. В этой связи для экспериментов используют аэродинамические и гидродинамические трубы.

Лобовое сопротивление. При движении какого-нибудь тела в жидкости, на него действует сила, задерживающая его движение. Эту силу называют лобовым сопротивлением. Величина ее зависит от природы жидкости и от размеров, формы и скорости движущегося тела.

Как показали эксперименты в аэродинамических трубах, лобовое сопротивление тела или различных тел одной и той же формы можно определить по формуле где Д — лобовое сопротивление, р — плотность жидкости, и — скорость движения жидкости относительно тела, А — характеристическая площадь и С д — величина, называемая коэффициентом лобового сопротивления, которая зависит от формы тела и от числа Рейнольдса.

К сожалению, не существует единого определения А, которое было бы удобным при любой форме тела. Используются следующие площади:

1) лобовая площадь, т. е. площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярно направлению потока. В случае цилиндра, имеющего высоту h и радиус г, лобовая площадь будет равна πr 2 , если ось цилиндра параллельна потоку, и 2rh, если она перпендикулярна ему;

2) площадь наибольшей проекции, т. е. проекции по тому направлению, по которому площадь ее будет наибольшей; эту величину используют, когда имеют дело с обтеканием профиля крыла; по сравнению с лобовой площадью она имеет то преимущество, что не изменяется при наклоне профиля;

3) суммарная поверхность тела. Следует помнить, что в случае тонкой пластинки это будет суммарная площадь обеих ее сторон.

Если есть сомнения, то важно указать, какая именно из этих площадей была использована при вычислении коэффициента С

На рис. 15.34 приведены кривые зависимости коэффициента лобового сопротивления С д от числа Рейнольдса для тел различной формы.

Все коэффициенты были вычислены на основе лобовой площади.

Число Рейнольдса для всех тел, кроме диска, определялось обычным способом по длине, измеренной в направлении потока; для диска же его определяли по диаметру, хотя он расположен перпендикулярно потоку.

В связи с отсутствием работы по лобовому сопротивлению у пловцов, мы приводим данные Т.О. Lang, K.S. Norris (1966), R. Alexander (1968) полученные при изучении дельфинов. Было найдено, что при коротких «бросках» дельфин может развивать скорость до 830 см/с (около 16 узлов), а со скоростью 610 см/с (около 12 узлов) способен плыть примерно в течение 1 мин. Дельфин (Turbiopsgilli) имел длину 191 см, так что число Рейнольдса при первой из этих скоростей составляло 830·191 /0,01 = 1,6·10 7 . Профиль дельфина хорошо обтекаем. Кожа очень гладкая и лишена волос. Все указывает на малую величину лобового сопротивления.

Рис. 15.34. Зависимость коэффициента лобового сопротивления от числа Рейнольдса для диска, расположенного перпендикулярно направлению своего движения; для удлиненного цилиндра, движущегося перпендикулярно своей оси; для шара и для тела обтекаемой формы, движущегося вдоль своей оси (по Р. Александер, 1970)

Попробуем оценить величину лобового сопротивления для дельфина, плывущего со скоростью 830 см/с и мощность, развиваемую его мышцами. Лобовая площадь у дельфина длиной 191 см, вероятно, составляет около 1100 см 2 . Коэффициенты лобового сопротивления для обтекаемых тел при числе Рейнольдса около 1,6-10 7 близки к 0,055. Подставив эти величины в уравнение

Мы найдем, что лобовое сопротивление у нашего дельфина составляет примерно 1 /2 (830) 2 ·1100·0,055 = 2,0-10 7 дин. Мощность равна сопротивлению, умноженному на скорость, т. е. в данном случае 830·2,0·10 7 эрг/с, или 1660 Вт. Однако от мышц требуется большая мощность, так как КПД дельфина при плавании не может достигать 100%; поэтому она едва ли могла быть меньше 2000 Вт. Дельфин весит 89 кг, из которых на долю участвующих в плавании мышц приходится, вероятно, около 15 кг. Таким образом, мощность мышц должна составлять примерно 130 Вт/кг. Это в 3 раза больше максимальной мощности, которую могут развивать мышцы человека при работе на велоэргометре.

Лобовое сопротивление — не единственная гидродинамическая сила, действующая на тела, которые движутся в жидкости или находятся в потоке. По определению оно имеет то же направление, что и скорость движения жидкости относительно тела. Когда симметричное тело движется вдоль своей оси симметрии, действующая на него гидродинамическая сила направлена прямо и представляет собой лобовое сопротивление. Но когда симметричное тело движется под некоторым углом к оси симметрии, гидродинамическая сила действует под углом к его пути. Ее можно разложить на две составляющие, одна из которых направлена назад и представляет собой лобовое сопротивление, а другая действует под прямым углом к первой.

Энергетика пловца. Когда человек плывет, он сообщает некоторое количество энергии воде, чтобы продвинуться (проплыть) в ней. Это создает волну, которая в конечном счете потеряет всю сообщенную ей энергию в виде тепла, и поверхность воды снова станет спокойной. Затраченная таким образом при плавании энергия представляет собой совершенную работу плюс тепло, потерянное телом пловца.

Для определения кинематической вязкости вискозиметр подбирают таким образом, чтобы время течения нефтепродукта было не менее 200 с.T = Bh(T1 – T2)

  • B – коэффициент температурного расширения рабочей жидкости термометра:
    • для ртутного термометра – 0,00016
    • для спиртового – 0,001
  • h – высота выступающего столбика рабочей жидкости термометра, выраженная в делениях шкалы термометра
  • T1 – заданная температура в термостате, оС
  • T2 – температура окружающего воздуха вблизи середины выступающего столбика, оС.

Определение времени истечения повторяют несколько раз. В соответствии с ГОСТ 33-82 число измерений устанавливают в зависимости от времени истечения: пять измерений – при времени истечения от 200 до 300 с; четыре – от 300 до 600 с и три – при времени истечения свыше 600 с. При проведении отсчетов необходимо следить за постоянством температуры и отсутствием пузырьков воздуха.
Для подсчета вязкости определяют среднее арифметическое значение времени истечения. При этом учитывают только те отсчеты, которые отличаются не более чем на ± 0,3 % при точных и на ± 0,5 % при технических измерениях от среднего арифметического.

Вода — это жидкость, без которой невозможна жизнь на земле. Но многие не знают, что она имеет много свойств, несколько видов и особенностей. Одна из них — вязкость, которая используется не только в физике, но и в других сферах знаний и жизни человека. Это такие отрасли, как медицина, косметология, кулинария, автомобильная промышленность. Еще один вид этой характеристики — условная вязкость — активно используется в нефтедобывающей промышленности, химии и физике.

Что за явление — динамическая вязкость воды?

Растягиваясь, жидкое вещество претерпевает сопротивление. Аналогично происходит при сдвиге. Такое явление зависит от той скорости, которую развивают частицы жидкости при движении различных пластов воды. При воздействии пласта, передвигающегося быстрее, на пласт, движущийся более медленно, на первый план выступает ускоряющая сила. При обратном явлении действует тормозящая. Обе силы действуют в направлении к поверхностям пластов воды по касательной.

Отличительной особенностью является вязкость воды, сопротивляющаяся перемещению частиц в отношении друг друга. Она подразделяется на объемную и тангенциальную. Объёмная сопротивляется растяжению, она начинает действовать при распространении в воде различных звуковых волн. Тангенциальная вязкость способна оказывать сопротивление сдвигающему усилию.

Характерным свойством воды является текучесть, с которой мы сталкиваемся постоянно. Вязкость жидкости обратно пропорциональна ее текучести. Между отдельными молекулами возникает сила трения, и чтобы сдвинуть их с места, необходимо приложить усилие. Такое явление получило в науке название «динамическая вязкость воды», которую можно увеличить, если в воде растворить какие-либо вещества. Это могут быть различные соли. Динамическую вязкость воды еще называют абсолютной, ее можно узнать с помощью произведения плотности жидкости на ее кинематическое сопротивление.

Такая пониженная текучесть потока, где линейная скорость под воздействием давления сдвига в 1 ньютон на метр квадратный имеет градиент один метр в секунду на одном метре расстояния, перпендикулярного к плоскости сдвига, является единицей измерения абсолютной (динамической) вязкости. Ее измеряют при помощи коэффициента динамической вязкости (μ, η). Например, в морской воде, где присутствуют неорганические соединения, сопротивление воды намного выше, чем у пресной. Это можно почувствовать, даже плавая в ней: если сравнить воду Азовского и Средиземного моря, то во втором варианте человек быстрее научится плавать, так как там вода более соленая.

Что представляет собой кинематическая вязкость воды?

В физике известно два вида жидкости — ньютоновская и неньютоновская. Течение первого вида подлежит описанию согласно законам вязкого трения Ньютона. При этом, соответственно, меняется название коэффициента пропорциональности. Кинематическая вязкость воды при 20 градусах по Цельсию составляет 1,006*10 6 м 2 /с.

Существуют специализированные таблицы со значениями кинематического сопротивления жидкости. Они изменяются при разных показателях температуры при атмосферном давлении 760 мм.рт.ст. Значения, в которых выражена вязкость воды, представлены в них в диапазоне температуры от 0 до 350 °С. Если нагреть эту жидкость больше 100 °С, ее кинематическое сопротивление дается на линии насыщения. Эти значения важны при различных температурах. Без них не обойтись при вычислении величины числа Рейнольдса, которое соответствует определенному режиму течения жидкости или газа.

При сравнительном анализе разных жидкостей, подчиненных закону Ньютона, например, крови или масел, доказано, что вода имеет меньшую вязкость. Она обладает большими показателями сопротивления в сравнении с органическими жидкостями.

Уравнение кинематической вязкости воды

Мера кинематического сопротивления жидкости — это коэффициент кинематической вязкости воды. Его, как и любую физическую величину, также можно вычислить. Он выражен отношением динамической вязкости к плотности:

ν = μ/ρ, где

  • μ — динамическая вязкость в Н*с/м 2 ;
  • ρ — плотность в кг/м 3 ;
  • ν — кинематическое сопротивление в м 2 /c.

Естественно то, что вязкость меняется, как и агрегатные состояния вещества. Такие научные данные используются в авиа- и судостроении и некоторых других отраслях промышленности.

Что происходит с водой при повышении температуры?

Затрудненная текучесть жидкости меняется с увеличением или уменьшением температуры, то есть коэффициент кинематической вязкости воды и динамический показатель не являются стабильными. Следовательно, коэффициенты сопротивления соленой и пресной воды разные.

Так как все значения этих коэффициентов невозможно запомнить, есть специализированные таблицы, где определена вязкость воды при температуре различных уровней. Данными пользуются в теории и на практике.

Как определить вязкость жидкости?

Вискозиметр специализируется на измерении этой характеристики воды с помощью таких методов:

  • метод падающего шарика;
  • истечение жидкости через капилляр;
  • определение сопротивления с помощью ротационных вискозиметров.

Определяя коэффициент вязкости воды, на практике больше используют относительные методики, а не абсолютные, что позволяет пренебречь в расчетах константами приборов. Измерения сначала выполняют для стандартной жидкости, а потом для исследуемой.

От чего зависит вязкость?

Эта характеристика зависит от природы вещества. Если по форме различные частицы жидкости отличаются от сферической, при этом изменяя коэффициент вязкости, то сопротивление такого вещества значительно возрастает и уже не вычисляется согласно уравнению Ньютона. Палочкообразная, листочкообразная форма молекул растворов встречается в разнообразных гелях. Их сопротивление возрастает в связи с тем, что их частицы-мицеллы образуют сетчатую структуру-каркас, внутри которого находится жидкость.

Меняет значение и кинематическая вязкость воды, нагреваясь и охлаждаясь. При повышении температуры она становится меньше. Другими словами, вода при нагревании становится менее сопротивляемой, а при максимальном охлаждении проявляется высокая вязкость воды.

Вязкостью называется способность жидкостей оказывать сопротивление усилиям, касательным к поверхности выделенного объёма, т. е. усилиям сдвига.

Пусть жидкость течёт вдоль плоской стенки (рисунок 1) слоями. Вследствие торможения со стороны стенки слои жидкости будут двигаться с разными скоростями, значения которых возрастают по мере удаления от стенки.

Рассмотрим два слоя, движущиеся на расстоянии
друг от друга. Ввиду разности скоростей, слой B сдвигается относительно слоя A на величину
за единицу времени. Величина
абсолютный сдвиг слоя B по слою A, а– градиент скорости (относительный сдвиг или скорость деформации). Касательное напряжение, поя

Рисунок — 1

вляющееся при этом движении (сила трения, приходящаяся на единицу площади) обозначают . Зависимость между касательным напряжением и скоростью деформации записывают по аналогии с явлением сдвига в твёрдых телах в виде

(10)

или если слои находятся бесконечно близко друг к другу, то получают закон вязкостного трения Ньютона

(11)

Величина , характеризующая сопротивляемость жидкости касательному сдвигу, называется динамическим коэффициентом вязкости. В зависимости от выбора направления отсчета расстояний по нормали (от стенки рассматриваемой трубы Илии ее оси) градиент скорости может быть положительным или отрицательным. Знакв формуле (11) принимается таким, чтобы касательное напряжение было положительным.

Сила внутреннего трения в жидкости

(12)

т. е. она прямо пропорциональна динамическому коэффициенту вязкости, площади трущихся слоёв
и градиенту скорости.

В системе СИ динамический коэффициент вязкости имеет размерность . В системе СГС за единицу динамического коэффициента вязкости принимаютпуаз (Пз). Размерностьпуаза
Следовательно,
или

При расчётах наиболее часто применяюткинематический коэффициент вязкости,

. (13)

Название «кинематический» этот коэффициент получил в связи с тем, что в его размерность входят единицы измерения только кинематических параметров и не входят единицы силы

В системе СИ кинематический коэффициент вязкости измеряется в (м 2 /с), в системе СГС – см 2 /с илистокс (Ст). Величину, в 100 раз меньшуюстокса , называютсантистоксом.

В практике, наряду с упомянутыми единицами измерения вязкости жидкости, используют условный градус Энглера (0 Е), определяемый одним из приборов для измерения вязкости – вискозиметром Энглера.

Под условным градусом Энглера понимают отношение времени истечения
м 3 (200 см 3) испытуемой жидкости, при данной температуре из латунного цилиндрического сосуда с коническим дном через калиброванное отверстие диаметром 2,8 мм, к времени истечения из этого же сосуда
м 3 дистиллированной воды при температуре 20 0 С.

По известному значению вязкости в условных градусах Энглера , кинематический коэффициент вязкости,, определяют по формуле

. (14)

Вязкость жидкостей в значительной степени зависит от температуры. При этом вязкость капельных жидкостей с увеличением температуры уменьшается (таблица 2), а вязкость газов возрастает. Это объясняется тем, что природа вязкости капельных жидкостей и газов различна. В газах средняя скорость теплового движения и длина свободного пробега молекул возрастает с повышением температуры, что приводит к увеличению вязкости. В капельных жидкостях молекулы могут лишь колебаться относительно среднего положения. Cростом температуры скорости колебательных движений молекул увеличиваются. Это облегчает возможность преодоления удерживающих их связей, и жидкость становится более подвижной и менее вязкой.

Таблица 2 — Коэффициент кинематической вязкости воды при различных температурах

ν , см 2 /с

ν , см 2 /с

ν , см 2 /с

ν , см 2 /с

ν , см 2 /с

ν , см 2 /с

Кинематический коэффициент вязкости капельных жидкостей при давлениях
слабо зависит от давления. В таблице 3 приведены значения коэффициента кинематической вязкости для некоторых жидкостей.

Таблица 3 – Коэффициент кинематической вязкости для некоторых жидкостей

Жидкость

ν , см 2 /с

Жидкость

ν , см 2 /с

Цельное молоко

Безводный

глицерин

Легкая нефть

Тяжелая нефть

Масло АМГ-10

Кинематический коэффициент вязкости газов при увеличении давления уменьшается.

Вода H 2 O представляет собой ньютоновскую жидкость и ее течение описывается законом вязкого трения Ньютона, в уравнении которого коэффициент пропорциональности называется коэффициентом вязкости, или просто вязкостью.

Вязкость воды зависит от температуры. Кинематическая вязкость воды равна 1,006·10 -6 м 2 /с при температуре 20°С.

В таблице представлены значения кинематической вязкости воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Значения вязкости даны в интервале температуры от 0 до 300°С. При температуре воды свыше 100°С, ее кинематическая вязкость указана в таблице на линии насыщения.

Кинематическая вязкость воды изменяет свою величину при нагревании и охлаждении. По данным таблицы видно, что с ростом температуры воды ее кинематическая вязкость уменьшается . Если сравнить вязкость воды при различных температурах, например при 0 и 300°С, то очевидно ее уменьшение примерно в 14 раз. То есть вода при нагревании становится менее вязкой, а высокая вязкость воды достигается если воду максимально охладить.

Значения коэффициента кинематической вязкости при различных температурах необходимы для вычисления величины числа Рейнольдса, которое соответствует определенному режиму течения жидкости или газа.

Если сравнить вязкость воды с вязкостью других ньютоновских жидкостей, например с , или с , то вода будет иметь меньшую вязкость. Менее вязкими, по сравнению с водой, являются органические жидкости – , бензол и сжиженные газы, например такие, как .

Динамическая вязкость воды в зависимости от температуры

Кинематическая и динамическая вязкость связаны между собой через значение плотности. Если кинематическую вязкость умножить на плотность, то получим величину коэффициента динамической вязкости (или просто динамическую вязкость).

Динамическая вязкость воды при температуре 20°С равна 1004·10 -6 Па·с. В таблице даны значения коэффициента динамической вязкости воды в зависимости от температуры при нормальном атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Вязкость в таблице указана при температуре от 0 до 300°С.

Динамическая вязкость при нагревании воды уменьшается , вода становится менее вязкой и при достижении

Динамическая (абсолютная) и кинематическая вязкость

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

Дополнительные определения см. В разделе «Абсолютная (динамическая) и кинематическая вязкость ». Абсолютная или динамическая вязкость используется для расчета числа Рейнольдса, чтобы определить, является ли поток жидкости ламинарным, переходным или турбулентным.

Онлайн-калькулятор вязкости воды

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета динамической или кинематической вязкости жидкой воды при заданных температурах.
Выходная динамическая вязкость выражается в сП, мПа * с, Па * с, Н * с / м 2 , фунт ф * с / фут 2 и фунт м / (фут * ч),
, а кинематическая вязкость выражена в сСт, м 2 / с и фут 2 / с

Примечание! Температура должна быть в пределах 0–370 ° C, 32–700 ° F, 273–645 K и 492–1160 ° R, чтобы получить допустимые значения.

См. Вода и тяжелая вода — термодинамические свойства.
См. Также другие свойства Вода при изменяющейся температуре и давлении : Точки кипения при высоком давлении, Точки кипения при вакуумном давлении, Плотность и удельный вес, Энтальпия и энтропия, Теплота испарения, Константа ионизации, pK w , нормальной и тяжелой воды, температуры плавления при высоком давлении, число Прандтля, свойства в условиях равновесия газ-жидкость, давление насыщения, удельный вес, удельная теплоемкость (теплоемкость), удельный объем, теплопроводность, температуропроводность и давление пара в газе -жидкое равновесие.

См. Также динамическая и кинематическая вязкость воздуха, аммиака, бензола, бутана, диоксида углерода, этана, этанола, этилена, метана, метанола, азота, кислорода и пропана.

На рисунках и таблицах ниже показано, как вязкость воды изменяется в зависимости от температуры (° C и ° F) при давлении насыщения водой (что для практического использования дает тот же результат, что и атмосферное давление при температурах <100 ° C (212 ° F)). . Также включен один рисунок, показывающий относительную вязкость при изменении давления и температуры.

Вернуться к началу

900 МПа ] 0,0016
Температура Давление Динамическая вязкость Кинематическая вязкость
[° C] [Па с], [Н с / м2] [сП], [мПа с] [фунт-сила с / фут 2 * 10 -5 ] 2 / с * 10 -6 ], [сСт])
0.01 0,000612 0,0017914 1,79140 3,7414 1,7918
10 0,0012 0,0013060 1,30600 2,7276 1,3065
2,0919 1,0035
25 0,0032 0,0008900 0,89004 1.8589 0,8927
30 0,0042 0,0007972 0,79722 1,6650 0,8007
40 0,0074 0,0006527 0,652757 1,3632 0,652757 1,3632
0,0124 0,0005465 0,54650 1,1414 0,5531
60 0,0199 0.0004660 0,46602 0,9733 0,4740
70 0,0312 0,0004035 0,40353 0,8428 0,4127
80 0,0474 0,0003540 80 0,0474 0,0003540 0,0474 0,0003540
90 0,0702 0,0003142 0,31417 0,6562 0,3255
100 0.101 0,0002816 0,28158 0,5881 0,2938
110 0,143 0,0002546 0,25461 0,5318 0,2677
120 0,199 3
120 0,199 3 0,2460
140 0,362 0,0001966 0,19664 0,4107 0.2123
160 0,618 0,0001704 0,17043 0,3559 0,1878
180 1,00 0,0001504 0,15038 0,3141 0,1695 0,3141 9005 0,0001346 0,13458 0,2811 0,1556
220 2,32 0,0001218 0.12177 0,2543 0,1449
240 3,35 0,0001111 0,11106 0,2320 0,1365
260 4,69 0,0001018 0,10186 0,0001018 0,10186
280 6,42 0,0000936 0,09355 0,1954 0,1247
300 8.59 0,0000859 0,08586 0,1793 0,1206
320 11,3 0,0000783 0,07831 0,1636 0,1174
340 14,6 0,0000709 340 14,6 0,000070 0,1152
360 18,7 0,0000603 0,06031 0,1260 0.1143

Вернуться к началу

Температура Давление Динамическая вязкость Кинематическая вязкость
[° F] [psi] [фунт f сек / фут 2 * 10 -5 ] [фунт м / (фут · ч)] [сП], [мПа · с] [футов 2 / с * 10 -5 ]
32.02 0,9506 3,7414 4,3336 1,7914 1,9287
34 0,0962 3,6047 4,1752 1,7259 1,8579
39,2 0,91,99
39,2 1,5705 1,6906
40 0,1217 3,2340 3,7458 1,5484 1.6668
50 0,1781 2,7276 3,1593 1,3060 1,4063
60 0,2563 2,3405 2,7109 1,1206 1,2075
2,0337 2,3556 0,9737 1,0503
80 0,5076 1,7888 2.0719 0,8565 0,9250
90 0,6992 1,5896 1,8411 0,7611 0,8234
100 0,9506 1,4243 1,6497 0,69 110 1,277 1,2847 1,4880 0,6151 0,6682
120 1.695 1,1652 1,3496 0,5579 0,6075
130 2,226 1,0620 1,2300 0,5085 0,5551
140 2,893 0,9733 140 2,893 0,9733 0,5102
150 3,723 0,8950 1,0366 0,4285 0,4706
160 4.747 0,8279 0,9589 0,3964 0,4367
170 6.000 0,7698 0,8916 0,3686 0,4074
180 7,520 0,7192 180 7,520 0,7192

0,3820
190 9,349 0,6745 0,7813 0,3230 0,3596
200 11.537 0,6300 0,7297 0,3016 0,3371
212 14,710 0,5881 0,6812 0,2816 0,3163
22019 17,203 0,56 22019 17,203 0,56 0,3032
240 25,001 0,5050 0,5850 0,2418 0,2750
260 35.263 0,4575 0,5299 0,2191 0,2515
280 49,286 0,4176 0,4837 0,2000 0,2320
300 67,264 0,3840 300 67,264 0,4840 0,2157
350 134,73 0,3202 0,3708 0,1533 0,1853
400 247.01 0,2750 0,3185 0,1317 0,1648
450 422,32 0,2404 0,2785 0,1151 0,1504
500 680,56 0,29 500 680,56 0,2 900 0,1398
550 1045,0 0,1888 0,2187 0,0904 0,1322
600 1542.1 0,1673 0,1937 0,0801 0,1270
625 1851,2 0,1562 0,1809 0,0748 0,1252
650 2207,8 0,15 0,1239
675 2618,7 0,1292 0,1496 0,0619 0,1230

Вернуться к началу

Преобразование единиц

Вязкость динамическая, абсолютная
сантипо / (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-час)], 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 · час) = 2,4191 фунт / (фут · ч)
  • 1 фунт / (фут · час) = 0,00027778 фунт / ( фут · 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 cP = 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 фунтов / (фут · ч)
  • 1 P = 1 г / (см · с) = 0,1 Па · с = 100 сП = 0,067197 фунт / (фут · ч) = 241,909 фунт / (фут · ч)
  • 1 Па · с = 1 кг / (мс) = 1 (Н · с) / 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 конвертер единиц абсолютной или динамической вязкости

Кинематическая вязкость
сантисток [сСт] = квадратный миллиметр в секунду [мм 2 / с], квадратный фут / час [фут 2 / ч], квадратный фут / секунда [ft 2 / s], квадратный дюйм / секунда [дюйм 2 / s], квадратный метр / час [m 2 / h], квадратный метр / секунда [m 2 / s], сток [St] = квадратный сантиметр в секунду [см 2 / с]

  • 1 см 2 / s = 1 St = 100 мм 2 / s = 100 сСт = 1×10 -4 м 2 / с = 0.36 м 2 / ч = 1,07639×10 -3 футов 2 / с = 3,875008 футов 2 / ч = 0,1550003 дюймов 2 / с
  • 1 сСт = 1 мм 2 / с = 0,01 St = 1×10 -6 м 2 / с = 0,0036 м 2 / ч = 1,07639×10 -5 футов 2 / с = 0,03875008 футов 2 / ч = 0,001550003 дюймов 2 / с
  • 1 фут 2 / ч = 2,7778×10 -4 футов 2 / с = 0,04 дюйма 2 / с = 2,58064×10 -5 м 2 / с = 0.092 м 2 / ч = 25,8064 cS = 0,258064 St
  • 1 фут 2 / с = 3600 футов 2 / ч = 144 дюйма 2 / с = 0,092 м 2 / с = 334,451 м 2 / ч =

    ,04 сСт = 929,0304 St

  • 1 дюйм 2 / с = 0,0069444 футов 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 St = 0,00298998 футов 2 / с = 10,7639 футов 2 / ч = 0,430556 дюймов 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 cSt = 10,7639 футов 2 / с = 38750,08 футов 2 / ч = 1550003 дюймов 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 дюймов 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 = 1,076×10 -3 футов 2 / с = 3,875008 футов 2 / ч = 0,1550003 дюймов 2 / с

См. Также Конвертер единиц кинематической вязкости

Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox

— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.

Вернуться к началу

Таблица кинематической вязкости

, разряд с использованием измерителя Вентури, Виктор Мигель Понсе, Тайс Х. Абиссамра, Изабель Консоли, Государственный университет Сан-Диего

ЕДИНИЦЫ СИ:
Температура T
(° C)
Кинематическая вязкость ν
(10 6 м 2 / с)
0 1,79
5 1,52
10 1.31
15 1,14
20 1,00
25 0,893
30 0,801
3563 0,72386
0,72386

76

50 0,554
60 0,474
70 0,413
80 0,365
90 0.326
100 0,294
ТАМОЖЕННЫЕ ЕДИНИЦЫ США: 60
Температура T
(° C)
Кинематическая вязкость ν
(10 5 футов 2 / с)
32 1,931
36 1,798
40 1,664
50 1,41086
1,41086
1,41086 1.217
70 1.058
80 0,930
90 0,826
100 0,739
120 0,60963
120 0.60963
160 0,442
180 0,386
200 0,341
212 0,319

Общая таблица вязкости в кВ

Номинальные значения кинематической вязкости по стандартам вязкости общего назначения в мм 2 / с (сСт)

В этой таблице представлены номинальные данные.Фактические значения, указанные для каждого стандарта, могут незначительно отличаться от партии к партии, а составы могут быть изменены. Если ваше приложение требует точного соответствия опубликованным номинальным значениям, обратитесь в службу технической поддержки, чтобы получить фактические значения вязкости, связанные с текущим составом.

Каталожный номер

Стандарт вязкости

−40 ° C
−40 ° F

−20 ° C
−4 ° F

20 ° C
68 ° F

25 ° C
77 ° F

37.78 ° С
100 ° F

40 ° C
104 ° F

50 ° C
122 ° F

60 ° C
140 ° F

80 ° C
176 ° F

98,89 ° C
210 ° F

100 ° C
212 ° F

SUS
100 ° F

SUS
210 ° F

SFS
122 ° F

9727-C10

Н.4 †

0,47

0,45

0,41

0,40

9727-C15

Н.8 †

0,74

0,70

0,61

0.60

9727-C20

N1.0 †

2,5

1,3

1,2

1,0

0,97

0,91

9727-C22

N2

2.9

2,6

2,1

2,0

1,7

1,1

0,95

0,93

9727-C25

S3

80

4.6

4,0

3,0

2,9

2,4

1,5

1,2

1,2

9727-C27

N4

6.7

5,8

4,2

4,0

3,2

1,9

1,5

1,5

9727-C30

S6

11

8.9

6.0

5,7

44

2,4

1,8

1,8

9727-C31

N7.5

14

12

8,0

7,5

5,8

3,1

2,3

2.3

9727-C32

N10

21

17

11

10

7.3

3,5

2,5

2,4

9727-C34

N14

1700

30

25

15

14

10

5.0

3,5

3,4

9727-C35

S20

44

34

20

18

13

5.6

3,9

3,8

100

9727-C36

N26

57

46

27

25

18

7.9

5,3

5,2

130

9727-C37

N35

87

66

35

32

21

8.5

5,4

5,3

170

9727-C38

N44

110

86

48

44

30

12

7.7

7,5

220

9727-C40

S60

160

120

60

54

35

12

7.7

7,5

280

9727-C41

N75

200

150

82

75

50

19

12

12

380

9727-C42

N100

330

230

110

97

60

19

11

11

500

9727-C43

N140

400

300

160

140

90

31

19

18

720

9727-C45

S200

550

410

200

180

120

40

24

23

950

112

9727-C46

N250

770

570

280

250

160

51

30

29

1300

140

9727-C47

N350

970

710

350

310

190

60

34

32

1620

160

9727-C48

N415

1400

990

470

420

250

77

43

41

2180

200

9727-C50

S600

1740

1200

600

520

300

92

50

49

240

150

9727-C51

N750

2600

1900

850

750

440

130

68

66

9727-C52

N1000

3400

2400

940

550

350

150

80

9727-C53

N1400

5100

3600

1400

820

510

220

120

9727-C55

С2000

8300

5300

1900

1600

800

160

75

72

360

9727-C56

N2500

10400

7000

2500

1300

750

290

140

9727-C57

N4000

20000

12000

3400

1600

850

290

120

9727-C58

N5100

28000

18000

5100

2500

1300

420

170

9727-C60

S8000

41000

25000

8000

6700

3200

530

215

9727-C61

N10200

58000

36000

10200

4900

2500

775

300

9727-C62

N15000

77000

47000

13000

6100

3000

980

360

9727-C63

N18000

103000

64000

18000

8500

4300

1320

500

9727-C65

S30000

79000

27000

22000

11000

1700

630

† Влечет дополнительные расходы на транспортировку из-за низкой температуры воспламенения

Кинематическая вязкость — EngineeringClicks

Проще говоря, вязкость жидкости — это измерение ее сопротивления деформации с заданной скоростью.

Для жидкости вязкость прямо соответствует ее «толщине». Например, заварной крем имеет большую вязкость, чем сироп, а сироп имеет большую вязкость, чем вода.

Чтобы визуализировать вязкость, вы можете изобразить внутренние силы трения, возникающие между всеми соседними слоями текущей жидкости. Например, если густая жидкость проталкивается через трубу, поток будет быстрее около центра трубы, в отличие от краев, окруженных стенками. В этом случае должно возникнуть какое-то напряжение, чтобы поток продолжал двигаться, например, разница в давлении на обоих концах трубы.Другими словами, необходима сила, чтобы преодолеть сопротивление трения. Сила этой силы пропорциональна вязкости жидкости.

Что такое кинематическая вязкость?

Кинематическая вязкость — это мера того, насколько жидкость внутренне сопротивляется потоку без каких-либо внешних сил, кроме силы тяжести.

Кинематическая вязкость определяется путем измерения времени (в секундах), которое требуется определенному объему отдельной жидкости, чтобы пройти заданное расстояние через калиброванный вискозиметр только под действием силы тяжести.Испытания должны проводиться в среде с контролируемой температурой и указанной температурой вместе со значением кинематической вязкости.

Меры вязкости и кинематической вязкости часто используются в инженерной гидродинамике и для практических применений, таких как поток нефти по трубопроводам.

Уравнение кинематической вязкости

Уравнение кинематической вязкости:

v = 𝜇 / п

где v = кинематическая вязкость, 𝜇 = динамическая вязкость, p = плотность

Кинематическая вязкость измеряется в единицах (длина) 2 / время — чаще всего в сантистоксах (сСт), где 1 сток = 1 см 2 / с.

В этом уравнении вязкость μ часто называют динамической вязкостью или абсолютной вязкостью.

Общие значения кинематической вязкости

В таблице ниже приведены значения кинематической вязкости для некоторых распространенных жидкостей.

Жидкость Температура ( o F) Температура ( o C) Кинематическая вязкость в сантистоксах (сСт)
Аммиак 0 -17.8 0,30
Бутан -50 -1,1 0,52
Касторовое масло 100 37,8 259–325
Кокосовое масло 100 37,8 29,8 — 31,6
Дизельное топливо 2Д 100 37,8 2–6
Мазут 1 70 21,1 2.39 — 4,28
Бензин а 60 15,6 0,88
Мед 100 37,8 73,6
Чернила, принтеры 100 37,8 550–2200
Керосин 68 20 2,71
Меркурий 70 21,1 0,118
Молоко 68 20 1.13
Оливковое масло 100 37,8 43,2
Рапсовое масло 100 37,8 54,1
Скипидар 100 37,8 86,5 — 95,2
Вода пресная 60 15,6 1,13
Вода дистиллированная 68 20 1,0038

Кинематическая вязкость в ньютоновских и неньютоновских жидкостях

Ньютоновская жидкость — это жидкость, которая сохраняет постоянное значение вязкости при всех скоростях сдвига.Они получили это прозвище, потому что следуют формуле, изложенной Исааком Ньютоном в его законе механики жидкости.

Жидкости, которые не обладают постоянной вязкостью при всех скоростях сдвига, известны как неньютоновские жидкости.

Примеры некоторых ньютоновских жидкостей: газы, нефть, вода, спирт, нефть и т. Д.

Примеры некоторых неньютоновских жидкостей:

  • Жидкости для разжижения сдвига — вязкость уменьшается при увеличении скорости сдвига. Например. краска для стен — по мере перемешивания краски для стен она становится все более текучей и жидкой.
  • Жидкости, загущающие при сдвиге — вязкость увеличивается при увеличении скорости сдвига. Например. кукурузный крахмал в сочетании с водой — он густеет при более быстром перемешивании жидкости.
  • Реопектические жидкости — их вязкость увеличивается при встряхивании, например чернила для принтера.
  • Тиксотропные жидкости — снижение вязкости при встряхивании, например кетчуп.

Разница между кинематической вязкостью и динамической вязкостью

Измерения кинематической и динамической вязкости в расчетах служат разным целям.Проще говоря:

  • Динамическая вязкость позволяет рассчитать силу, необходимую для обеспечения потока данной жидкости с определенной скоростью. Его единицы выражаются как масса / (расстояние * время).
  • Кинематическая вязкость позволяет определить скорость движения жидкости при приложении определенной силы. Он имеет единицы площади / времени.

Закон вязкости Ньютона гласит, что напряжения сдвига между параллельными слоями жидкости пропорциональны соответствующим градиентам скорости. Отношение напряжения сдвига к скорости сдвига определяется как вязкость.

Другими словами:

В уравнении закона вязкости Ньютона константа пропорциональности — это μ или динамическая вязкость.

Кинематическая вязкость имеет единицы коэффициента диффузии (длина) 2 / с, что означает, что кинематическая вязкость иногда известна как коэффициент диффузии импульса, зависящий от коэффициента температурной и массовой диффузии. Это приводит нас к тому, что динамическая вязкость является постоянным свойством, а кинематическая вязкость — производным свойством.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Как преобразовать из сантипуазов в сантипуаз

Вязкость — важный параметр гидродинамики — настолько важный, что ученые, работающие в этой области, определяют два разных вида, каждый со своими собственными единицами измерения.Распространенной единицей измерения динамической вязкости является пуаз (P), который равен 1 грамму на сантиметр-секунду. Соответствующей единицей кинематической вязкости является сток (St), который эквивалентен 1 сантиметру 2 в секунду. Обе единицы большие, и для практических целей чаще используются сантипуаз (сП) и сантисток (сСт), которые равны одной сотой соответствующей целой единицы. Простой способ преобразования кинематической вязкости в динамическую — это умножить значение в сантистоксах на удельный вес жидкости, чтобы получить соответствующее значение в сантипуазах.

Два вида вязкости

Определение динамической — или абсолютной — вязкости — это тангенциальная сила на единицу площади, необходимая для перемещения одной горизонтальной плоскости жидкости относительно другой плоскости с единичной скоростью при сохранении единичного расстояния между самолеты. Другими словами, это мера внутреннего сопротивления жидкости потоку. Любой, кто пробовал провести ножом через патоку, знает, что у нее более высокая динамическая вязкость, чем у воды.

Кинематическая вязкость определяется как отношение динамической вязкости к плотности.Две жидкости с одинаковой динамической вязкостью могут иметь очень разные значения кинематической вязкости в зависимости от их плотности.

Измерение вязкости

Для измерения динамической вязкости необходимо приложить известную внешнюю силу определенного типа. Обычный способ измерения этой величины — вращать зонд в жидкости и измерять крутящий момент или вращающую силу, необходимую для перемещения зонда с определенной скоростью. Поскольку кинематическая вязкость не зависит от движения или внешней силы, кроме силы тяжести, обычно ее измеряют, позволяя жидкости течь через калиброванную капиллярную трубку.

При измерении динамической и кинематической вязкости важно учитывать температуру, поскольку вязкость зависит от температуры.

Удельный вес упрощает преобразование

Удельный вес жидкости, газа или твердого вещества — это его плотность, деленная на плотность воды. Поскольку вода имеет плотность 1 г / см3 (1 г / мл), удельный вес является безразмерным значением, по существу равным плотности. Этот ярлык упрощает отслеживание единиц при преобразовании динамической вязкости в кинематическую и наоборот.Для любой жидкости кинематическая вязкость в сантистоксах X удельный вес = динамическая вязкость в сантипуазах. Если вы выполняете тот же расчет с использованием плотности вместо удельного веса, вам необходимо преобразовать вязкость в сантистоксах в стоксы, умножить на плотность жидкости в г / мл и преобразовать результат в пуазах обратно в сантипуаз.

Некоторые примеры

В случае воды преобразование между сантистоксами и сантипуазами легко, потому что вода имеет удельный вес 1.Кинематическая вязкость воды при 70 градусах Фаренгейта (21 градус Цельсия) составляет 1 сантисток, а динамическая вязкость — 1 сантипуаз.

При 68 градусах Фаренгейта (20 градусов Цельсия) мед имеет плотность 1,42 г / мл (удельный вес 1,42). Его динамическая вязкость составляет 10 000 сП, поэтому кинематическая вязкость составляет 10 000 сП / 1,42 = 7 042 сСт.

Свойства воды при атмосферном давлении

Свойства воды приведены в таблице ниже в метрических единицах СИ для температур от 0 ° C до 100 ° C при атмосферном давлении 101.325 кПа. часто называют свойствами насыщенной воды, насыщенной жидкости или теплофизическими свойствами. В таблице указаны плотность, динамическая вязкость, кинематическая вязкость, удельная теплоемкость, теплопроводность и число Прандтля. Ниже в таблице представлена ​​версия файла изображения для просмотра в автономном режиме

.

Свойства указаны для температуры чуть выше точки замерзания и чуть ниже точки кипения.
Примечание: Обратите внимание на единицы измерения вязкости. Пример: 1,7292 × 10 -6 м 2 / с = 0.0000017292м 2 / с

Температура (T) Плотность (ρ) Динамическая вязкость (μ) Кинематическая вязкость (v) Удельная теплоемкость (сП) Теплопроводность (k) Число Прандтля (Pr)
◦c кг / м 3 x10 -3 Па · с x10 -6 м 2 / с кДж / кг. К Вт / м. К
0 999.84 1,792 1,792 4,219 0,561 13,47
5 999,97 1,518 1,518 4,205 0,571 11,19
10 999,70 1,306 1,306 4,195 0,580 9,45
15 999,10 1,138 1,139 4.189 0,589 8,09
20 998,21 1,002 1,003 4,185 0,598 7,00
25 997,05 0,890 0,893 4,182 0.607 6,13
30 995,65 0,797 0.801 4,180 0,616 5,41
35 994.04 0,719 0,724 4,179 0,623 4,82
40 992,22 0,653 0,658 4,179 0,631 4,33
45 990,22 0,596 0.602 4,179 0,637 3,91
50 988,05 0,547 0,553 4.180 0,644 3,55
55 985,71 0,504 0,511 4,181 0,649 3,25
60 983,21 0,466 0,474 4,183 0,654 2,98
65 980,57 0,433 0,442 4,185 0,659 2,75
70 977.78 0,404 0,413 4,188 0,663 2,55
75 974,86 0,378 0,387 4,192 0,667 2,37
80 971.80 0,354 0,365 4,196 0,670 2,22
85 968,62 0,333 0,344 4.200 0,673 2,08
90 965,32 0,314 0,326 4,205 0,675 1,96
95 961,90 0,297 0,309 4,211 0,677 1,85
100 958,43 0,282 0,294 4,217 0,679 1,75
Предыдущая статьяСовместите ячейки даты и времени в ExcelСледующая статьяСвойства воздуха при атмосферном давлении.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *