流体的粘度与仪表选型

流体的粘度

  流体的粘性是流体分子微观作用的宏观表现，可以由分子运动论来解释。流体的粘度值流体的温度和压力而变化。通常温度上升，液体的粘度下降，而气体粘度上升。液体的粘度只在很高压力下才需进行压力校正，而气体的粘度与压力、温度关系十分密切。直接用到粘度参数选型的流量计主要有椭圆齿轮流量计，腰轮流量计，螺旋转子流量计等容积式的流量计,表征流体粘度常用的有三种：动力粘度、运动粘度和恩氏粘度。

  (1)动力粘度

   u=r/D    (2.20)

式中u—动力粘度，Pa．s；

    r—剪切应力，r = F/S，N/m2；

    D —  剪切速率，D=du/dy，1/s；

    F——粘性力或称内摩擦力，N；

    s - 流层间的接触面积，M2；

    du/dy——速度梯度，1／s。

式(2.20)是牛顿内摩擦定律的表达式。凡粘性服从式(2.20)的流体称为牛顿流体，否则称为非牛顿流体。全部气体，气体均匀混合物，大多数液体以及含有少量球形微粒的液体都是牛顿流体。非牛顿流体种类繁多，如高分子溶液、钻井用泥浆、油漆、纸浆、有机胶体、血浆、低温下某些原油、汽油中的高聚合物等。非牛顿流体粘度的数据较少，需在实验室进行专门测试确定。动力粘度的SI单位为Pa．s（帕斯卡•秒），常用的单位为mPa．s（毫帕•秒），以前常用的P（泊），cP（厘泊），tiP（微泊）是ccs单位制。

    iPa.s= 10P    (2 21)

    imPa．s=1cP    (2 22)

    (2)运动粘度

    流体的动力粘度与同温同压下密度的比值称为运动粘度，又称比密粘度。

    v=u/p    (2 23)

式中  v-运动粘度，m2／s。

  运动粘度的SI单位为m2/s（米2／秒），常用的单位为mm2/s（毫米2／秒），以前常用

St（斯托克斯），cSt（厘斯）等单位，

    1m2/s= 104St    (2 24)

  (3)恩氏粘度

  用200mL的液体流过恩格勒粘度计所需的时间t与温度为293K的同体积的蒸馏水流过

同一仪器所需的时间to的比值即为恩氏粘度。

    oE=t/to    (2.25)

式中oE-恩氏粘度；

  t，to——时间，s。

  恩氏粘度oE与运动粘度v的关系式

    v=7.94 0E一8.82/0E（当0E= 1.2 -4.1）

    V=7.66 0E-l  (当。E:4.1-12)    

    v= 7.576 0E    (当oE> 12)

式中v的单位为mm/s。