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粘度有哪些單位?換算關系如何?
作者:匿名 來源:本站原創 發布:2013年9月27日  

粘度有哪些單位?換算關系如何?
流體在流動時,相鄰流體層間存在著相對運動,則該兩流體層間會產生摩擦阻力,稱為粘滯力。粘度是用來衡量粘滯力大小的一個物性數據。其大小由物質種類、溫度、濃度等因素決定。
粘度一般是動力粘度的簡稱,其單位是帕·秒(Pa·s)或毫帕·秒(mPa·s)。粘度分為動力粘度、運動粘度、相對粘度,三者有區別,不能混淆。
粘度還可用涂—4或涂—1杯測定,其單位為秒(s)。
(動力)粘度符號是μ,單位是帕斯卡秒(Pa·s)
由下式定義:L=μ·μ0/h
μ0——平板在其自身的平面內作平行于某一固定平壁運動時的速度
h——平板至固定平壁的距離。但此距離應足夠小,使平板與固定平壁間的流體的流動是層流
L——平板運動過程中作用在平板單位面積上的流體摩擦力
運動粘度符號是v ,運動粘度是在工程計算中,物質的動力粘度與其密度之比,其單位為:(m2/s)。單位是二次方米每秒(m2/s)
v=μ/p
粘度有動力粘度,其單位:帕斯卡秒(Pa·s);在石油工業中還使用"恩氏粘度",它不是上面介紹的粘度概念。而是流體在恩格拉粘度計中直接測定的讀數。
粘度的度量方法分為****粘度和相對粘度兩大類。****粘度分為動力粘度和運動粘度兩種;相對粘度有恩氏粘度、賽氏粘度和雷氏粘度等幾種表示方法。
1、動力粘度η在流體中取兩面積各為1m2,相距1m,相對移動速度為1m/s時所產生的阻力稱為動力粘度。單位Pa.s(帕.秒)。過去使用的動力粘度單位為泊或厘泊,泊(Poise)或厘泊為非法定計量單位。
1Pa.s=1N.s/m2=10P泊=10的3次方cp=1Kcps
ASTM D445標準中規定用運動粘度來計算動力粘度,即η=ρ.υ式中 η-動力粘度,Pa.s期目標制 ρ-密度,kg/m3 υ-運動粘度,m2/s 我國****標準GB/T506-82為潤滑油低溫動力粘度測定法。該法使用于測定潤滑油和深色石油產品的低溫(0~-60℃)動力粘度。在嚴格控制溫度和不同壓力條件下,測定一定體積的試樣在已標定常數的毛細管粘度計內流過所需的時間,秒。由試樣在毛細管流過的時間與毛細管標定常數和平均壓力的乘積,計算動力粘度,單位為Pa.s。該方法重復測定兩個結果的差數不應超過其算術平均值的±5%。
2、運動粘度υ流體的動力粘度η與同溫度下該流體的密度ρ的比值稱為運動粘度。它是這種流體在重力作用下流動阻力的度量。在國際單位制(SI)中,運動粘度的單位是m2/s。過去通常使用厘斯(cSt)作運動粘度的單位,它等于10-6m2/s,(即1cSt=1mm2/s。
運動粘度通常用毛細管粘度計測定。在嚴格的溫度和可再現的驅動壓頭下,測定一定體積的液體在重力作用下流過標定好的毛細管粘度計的時間,為了測準運動粘度,首先必須控制好被測流體的溫度,測溫精度要求達到0.01℃;其次必須選擇恰當的毛細管的尺寸,保證流出時間不能太長也不能太短,即粘稠液體用稍粗些的毛細管,較稀的液體用稍細的毛細管,流動時間應不小于200秒;須定期標定粘度管常數;而且安裝粘度管時必須保持垂直。運動粘度****標準為GB/T256-88,相當于ASTM D445-96/IP71/75。
3、恩氏粘度0E我國的****標準為石油產品恩氏粘度測定法GB/T266-88。這是一種過去常用的相對粘度,其定義是在規定溫度下,200ml液體流經恩氏粘度計所需時間(s),與同體積的蒸餾水在20℃事流經恩氏粘度計所需時間(s)之比稱為恩氏粘度。
4、雷氏粘度(Redwood)此粘度主要在英國和日本沿用。其定義是以50ml試油在規定溫度60℃或98.9℃下流過雷氏粘度計所需時間,單位為秒。
5、賽氏通用粘度(Saybolt Universal Viscosity)美國多習慣用這種粘度單位,其定義是在某規定溫度下從賽氏粘度計流出60ml液體所需時間,單位為秒。美國標準方法為ASTM D88
6、幾種粘度的換算1)恩氏粘度與運動粘度的換算

運動粘度υ(mm2/s)=7.310E-6.31/0E 2)雷氏粘度與運動粘度的換算運動粘度υ(mm2/s)=0.26R-172/R 當R>225s時,則用υ(mm2/s)=0.26R 3)賽氏粘度與運動粘度的換算:υ(mm2/s)=0.225S當S>285s時用上式
粘度
將流動著的液體看作許多相互平行移動的液層, 各層速度不同,形成速度梯度(dv/dx),這是流動的基本特征.(見圖)
由于速度梯度的存在,流動較慢的液層阻滯較快液層的流動,因此.液體產生運動阻力.為使液層維持一定的速度梯度運動,必須對液層施加一個與阻力相反的反向力.
在單位液層面積上施加的這種力,稱為切應力τ(N/m2).
切變速率(D) D=d v /d x (S-1)
切應力與切變速率是表征體系流變性質的兩個基本參數
牛頓以圖4-1的模式來定義流體的粘度。兩不同平面但平行的流體,擁有相同的面積”A”,相隔距離”dx”,且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流動,牛頓假設保持此不同流速的力量正比于流體的相對速度或速度梯度,即:
τ= ηdv/dx =ηD(牛頓公式) 其中η與材料性質有關,我們稱為“粘度”。
粘度定義:將兩塊面積為1m2的板浸于液體中,兩板距離為1米,若加1N的切應力,使兩板之間的相對速率為1m/s,則此液體的粘度為1Pa.s。
牛頓流體:符合牛頓公式的流體。 粘度只與溫度有關,與切變速率無關, τ與D為正比關系。
非牛頓流體:不符合牛頓公式 τ/D=f(D),以ηa表示一定(τ/D)下的粘度,稱表觀粘度。
粘度測定有:動力粘度、運動粘度和條件粘度三種測定方法。
(1)動力粘度:ηt是二液體層相距1厘米,其面積各為1(平方厘米)相對移動速度為1厘米/秒時所產生的阻力,單位為克/里米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般:工業上動力粘度單位用泊來表示。
(2)運動粘度:在溫度t℃時,運動粘度用符號γ表示,在國際單位制中,運動粘度單位為斯,即每秒平方米(m2/s),實際測定中常用厘斯,(cst)表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s)。運動粘度廣泛用于測定噴氣燃料油、柴油、潤滑油等液體石油產品深色石油產品、使用后的潤滑油、原油等的粘度,運動粘度的測定采用逆流法
(3)條件粘度:指采用不同的特定粘度計所測得的以條件單位表示的粘度,各國通常用的條件粘度有以下三種:
①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。是一定量的試樣,在規定溫度(如:50℃、80℃、100℃)下,從恩氏粘度計流出200毫升試樣所需的時間與蒸餾水在20℃流出相同體積所需要的時間(秒)之比。溫度t&ordm;時,恩氏粘度用符號Et表示,恩氏粘度的單位為條件度。
②賽氏粘度,即賽波特(sagbolt)粘度。是一定量的試樣,在規定溫度(如100&ordm;F、F210&ordm;F或122&ordm;F等)下從賽氏粘度計流出200毫升所需的秒數,以“秒”單位。賽氏粘度又分為賽氏通用粘度和賽氏重油粘度(或賽氏弗羅(Furol)粘度)兩種。
③雷氏粘度即雷德烏德(Redwood)粘度。是一定量的試樣,在規定溫度下,從雷氏度計流出50毫升所需的秒數,以“秒”為單位。雷氏粘度又分為雷氏1號(Rt表示)和雷氏2號(用RAt表示)兩種。
上述三種條件粘度測定法,在歐美各國常用,我國除采用恩氏粘度計測定深色潤滑油及殘渣油外,其余兩種粘度計很少使用。三種條件粘度表示方法和單位各不相同,但它們之間的關系可通過圖表進行換算。同時恩氏粘度與運動粘度也可換算,這樣就方便靈活得多了。

 

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