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粘度有哪些单位?换算关系如何?
作者:匿名 来源:本站原创 发布:2013年9月27日  

粘度有哪些单位?换算关系如何?
流体在流动时,相邻流体层间存在着相对运动,则该两流体层间会产生摩擦阻力,称为粘滞力。粘度是用来衡量粘滞力大小的一个物性数据。其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。
粘度一般是动力粘度的简称,其单位是帕·秒(Pa·s)或毫帕·秒(mPa·s)。粘度分为动力粘度、运动粘度、相对粘度,三者有区别,不能混淆。
粘度还可用涂—4或涂—1杯测定,其单位为秒(s)。
(动力)粘度符号是μ,单位是帕斯卡秒(Pa·s)
由下式定义:L=μ·μ0/h
μ0——平板在其自身的平面内作平行于某一固定平壁运动时的速度
h——平板至固定平壁的距离。但此距离应足够小,使平板与固定平壁间的流体的流动是层流
L——平板运动过程中作用在平板单位面积上的流体摩擦力
运动粘度符号是v ,运动粘度是在工程计算中,物质的动力粘度与其密度之比,其单位为:(m2/s)。单位是二次方米每秒(m2/s)
v=μ/p
粘度有动力粘度,其单位:帕斯卡秒(Pa·s);在石油工业中还使用"恩氏粘度",它不是上面介绍的粘度概念。而是流体在恩格拉粘度计中直接测定的读数。
粘度的度量方法分为绝对粘度和相对粘度两大类。绝对粘度分为动力粘度和运动粘度两种;相对粘度有恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度等几种表示方法。
1、动力粘度η在流体中取两面积各为1m2,相距1m,相对移动速度为1m/s时所产生的阻力称为动力粘度。单位Pa.s(帕.秒)。过去使用的动力粘度单位为泊或厘泊,泊(Poise)或厘泊为非法定计量单位。
1Pa.s=1N.s/m2=10P泊=10的3次方cp=1Kcps
ASTM D445标准中规定用运动粘度来计算动力粘度,即η=ρ.υ式中 η-动力粘度,Pa.s期目标制 ρ-密度,kg/m3 υ-运动粘度,m2/s 我国国家标准GB/T506-82为润滑油低温动力粘度测定法。该法使用于测定润滑油和深色石油产品的低温(0~-60℃)动力粘度。在严格控制温度和不同压力条件下,测定一定体积的试样在已标定常数的毛细管粘度计内流过所需的时间,秒。由试样在毛细管流过的时间与毛细管标定常数和平均压力的乘积,计算动力粘度,单位为Pa.s。该方法重复测定两个结果的差数不应超过其算术平均值的±5%。
2、运动粘度υ流体的动力粘度η与同温度下该流体的密度ρ的比值称为运动粘度。它是这种流体在重力作用下流动阻力的度量。在国际单位制(SI)中,运动粘度的单位是m2/s。过去通常使用厘斯(cSt)作运动粘度的单位,它等于10-6m2/s,(即1cSt=1mm2/s。
运动粘度通常用毛细管粘度计测定。在严格的温度和可再现的驱动压头下,测定一定体积的液体在重力作用下流过标定好的毛细管粘度计的时间,为了测准运动粘度,首先必须控制好被测流体的温度,测温精度要求达到0.01℃;其次必须选择恰当的毛细管的尺寸,保证流出时间不能太长也不能太短,即粘稠液体用稍粗些的毛细管,较稀的液体用稍细的毛细管,流动时间应不小于200秒;须定期标定粘度管常数;而且安装粘度管时必须保持垂直。运动粘度国家标准为GB/T256-88,相当于ASTM D445-96/IP71/75。
3、恩氏粘度0E我国的国家标准为石油产品恩氏粘度测定法GB/T266-88。这是一种过去常用的相对粘度,其定义是在规定温度下,200ml液体流经恩氏粘度计所需时间(s),与同体积的蒸馏水在20℃事流经恩氏粘度计所需时间(s)之比称为恩氏粘度。
4、雷氏粘度(Redwood)此粘度主要在英国和日本沿用。其定义是以50ml试油在规定温度60℃或98.9℃下流过雷氏粘度计所需时间,单位为秒。
5、赛氏通用粘度(Saybolt Universal Viscosity)美国多习惯用这种粘度单位,其定义是在某规定温度下从赛氏粘度计流出60ml液体所需时间,单位为秒。美国标准方法为ASTM D88
6、几种粘度的换算1)恩氏粘度与运动粘度的换算

运动粘度υ(mm2/s)=7.310E-6.31/0E 2)雷氏粘度与运动粘度的换算运动粘度υ(mm2/s)=0.26R-172/R 当R>225s时,则用υ(mm2/s)=0.26R 3)赛氏粘度与运动粘度的换算:υ(mm2/s)=0.225S当S>285s时用上式
粘度
将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层, 各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征.(见图)
由于速度梯度的存在,流动较慢的液层阻滞较快液层的流动,因此.液体产生运动阻力.为使液层维持一定的速度梯度运动,必须对液层施加一个与阻力相反的反向力.
在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力τ(N/m2).
切变速率(D) D=d v /d x (S-1)
切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数
牛顿以图4-1的模式来定义流体的粘度。两不同平面但平行的流体,拥有相同的面积”A”,相隔距离”dx”,且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动,牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度,即:
τ= ηdv/dx =ηD(牛顿公式) 其中η与材料性质有关,我们称为“粘度”。
粘度定义:将两块面积为1m2的板浸于液体中,两板距离为1米,若加1N的切应力,使两板之间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为1Pa.s。
牛顿流体:符合牛顿公式的流体。 粘度只与温度有关,与切变速率无关, τ与D为正比关系。
非牛顿流体:不符合牛顿公式 τ/D=f(D),以ηa表示一定(τ/D)下的粘度,称表观粘度。
粘度测定有:动力粘度、运动粘度和条件粘度三种测定方法。
(1)动力粘度:ηt是二液体层相距1厘米,其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力,单位为克/里米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般:工业上动力粘度单位用泊来表示。
(2)运动粘度:在温度t℃时,运动粘度用符号γ表示,在国际单位制中,运动粘度单位为斯,即每秒平方米(m2/s),实际测定中常用厘斯,(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s)。运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度,运动粘度的测定采用逆流法
(3)条件粘度:指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度,各国通常用的条件粘度有以下三种:
①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。是一定量的试样,在规定温度(如:50℃、80℃、100℃)下,从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度tº时,恩氏粘度用符号Et表示,恩氏粘度的单位为条件度。
②赛氏粘度,即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样,在规定温度(如100ºF、F210ºF或122ºF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数,以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。
③雷氏粘度即雷德乌德(Redwood)粘度。是一定量的试样,在规定温度下,从雷氏度计流出50毫升所需的秒数,以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。
上述三种条件粘度测定法,在欧美各国常用,我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油外,其余两种粘度计很少使用。三种条件粘度表示方法和单位各不相同,但它们之间的关系可通过图表进行换算。同时恩氏粘度与运动粘度也可换算,这样就方便灵活得多了。