如何计算液体的粘性系数和动态粘度
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发布时间:2023-07-09 01:42
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时间:2024-10-23 14:35
一.粘度 计算
度量流体粘性大小的物理量。又称粘性系数、动力粘度,记为μ。牛顿粘性定律指出,在纯剪切流动中相邻两流体层之间的剪应力(或粘性摩擦应力)为式中dv/dy为垂直流动方向的法向速度梯度。粘度数值上等于单位速度梯度下流体所受的剪应力。速度梯度也表示流体运动中的角变形率,故粘度也表示剪应力与角变形率之间比值关系。按国际单位制,粘度的单位为帕·秒。有时也用泊或厘泊(1泊=10-1帕·秒,1厘泊= 10-2泊)。粘度是流体的一种属性,不同流体的粘度数值不同。同种流体的粘度显著地与温度有关,而与压强几乎无关。气体的粘度随温度升高而增大,液体则减小。在温度T<2000开时,气体粘度可用萨特兰公式计算:μ/μ0=(T/T0)3/2(T0+B)/(T+B),式中T0、μ0为参考温度及相应粘度,B为与气体种类有关的常数,空气的B=110.4开;或用幂次公式 :μ/μ0=(T/T0)n,指数n随气体种类和温度而变,对于空气,在90开<T<300开范围可取为 8/ρ。水的粘度可按下式计算:μ=0.01779/(1+0.03368t+0.0002210t2),式中t为摄氏温度。粘度也可通过实验求得,如用粘度计测量。在流体力学的许多公式中,粘度常与密度ρ以μ/ρ的组合形式出现,故定义v=μ/ρ,由于v的单位米2/秒中只有运动学单位,故称运动粘度。
粘度是指液体受外力作用移动时,分子间产生的内磨擦力的量度。
运动粘度表示液体在重力作用下流动时内磨擦力的量度,其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比,在国际单位制中以米2/秒表示。习惯用厘斯(cSt)为单位。1厘斯=10-6米2/秒=1毫米2/秒。
粘度
动态粘度
绝对粘度
粘度系数
流体内部抵抗流动的阻力,用对流体的剪切应力与剪切速率之比表示。单位为泊[帕。秒]
注:对于牛顿流体,剪切应力与剪切速率之比为常数,称为牛顿粘度,对于非牛顿流体,剪切应力与剪切速率之比随剪切应力而变化,所得的粘度称在相应剪切应力下的“表观粘度”。塑料属于后一种情况。
不同流体的粘度差别很大。在压强为101.325kPa、温度为20℃的条件下,空气、水和甘油的动力粘度和运动粘度为:
空气 μ=17.9×10-6 Pa·s, v=14.8×10-6 m2/s
水 μ=1.01×10-3 Pa·s, v=1.01×10-6 m2/s
甘油 μ=1.499Pa·s, v=1.19×10-3 m2/s
二.空气密度计算
p=ρRT
p为气体的绝对压力(Pa),T为气体的温度(K), R为气体常数(干空气为R=287J/(Kg*K))
ρ为气体的密度(kg/m^3)
对于湿空气, 计算时应采用湿空气的R.
如果是粗略估算, 用干空气的R代替, 误差也不太大