最新粘度单位极其换算.docx
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最新粘度单位极其换算
粘度单位极其换算
2006年11月20日星期一15:
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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。
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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
ASTMD445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/m3υ-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ASTMD445-96/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（SayboltUniversalViscosity）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ASTMD88
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-6.31/0E2）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）=0.26R3）赛氏粘度与运动粘度的换算:
υ（mm2/s）=0.225S当S>285s时用上式
粘度及其换算公式
（一）
2006-11-2916:
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液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的粘性。
由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时，流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘性表征了流体抵抗剪切变形的能力。
处于相对静止状态的流体中不存在剪切变形，因而也不存在变形的抵抗，只有当运动流体流层间发生相对运动时，流体对剪切变形的抵抗，也就是粘性才表现出来。
粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动，在任何情况下它都只能延缓滑动的过程而不能消除这种滑动。
粘性的大小可用粘度来衡量，粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。
当液体流动时，由于液体与固体壁面的附着力及流体本身的粘性使流体内各处的速度大小不等，以流体沿如图1-4所示的平行平板间的流动情况为例，设上平板以速度u0向右运动，下平板固定不动。
紧贴于上平板上的流体粘附于上平板上，其速度与上平板相同。
紧贴于下平板上的流体粘附于下平板图1-4液体的粘性示意图上，其速度为零。
中间流体的速度按线性分布。
我们把这种流动看成是许多无限薄的流体层在运动，当运动较快的流体层在运动较慢的流体层上滑过时，两层间由于粘性就产生内摩擦力的作用。
根据实际测定的数据所知，流体层间的内摩擦力F与流体层的接触面积A及流体层的相对流速du成正比，而与此二流体层间的距离dz成反比，即：
F=μAdu/dz
以τ=F/A表示切应力，则有：
τ＝μdu/dz （1-1）
式中：
μ为衡量流体粘性的比例系数，称为绝对粘度或动力粘度；du/dz表示流体层间速度差异的程度，称为速度梯度。
上式是液体内摩擦定律的数学表达式。
当速度梯度变化时，μ为不变常数的流体称为牛顿流体，μ为变数的流体称为非牛顿流体。
除高粘性或含有大量特种添加剂的液体外，一般的液压用流体均可看作是牛顿流体。
流体的粘度通常有三种不同的测试单位。
（1）绝对粘度μ。
绝对粘度又称动力粘度，它直接表示流体的粘性即内摩擦力的大小。
动力粘度μ在物理意义上讲，是当速度梯度du/dz=1时，单位面积上的内摩擦力的大小，即：
（1-2）
动力粘度的国际（SI）计量单位为牛顿·秒/米2，符号为N·s/m2，或为帕·秒，符号为Pa·s。
（2）运动粘度ν。
运动粘度是绝对粘度μ与密度ρ的比值：
ν=μ/ρ （1-3）
式中：
ν为液体的动力粘度，m2/s；ρ为液体的密度，kg/m3。
运动粘度的SI单位为米2/秒，m2/s。
还可用CGS制单位：
斯（托克斯），St斯的单位太大，应用不便，常用1%斯，即1厘斯来表示，符号为cSt，故：
1cSt=10-2St=10-6m2/s
运动粘度ν没有什么明确的物理意义，它不能像μ一样直接表示流体的粘性大小，但对ρ值相近的流体，例如各种矿物油系液压油之间，还是可用来大致比较它们的粘性。
由于在理论分析和计算中常常碰到绝对粘度与密度的比值，为方便起见才采用运动粘度这个单位来代替μ/ρ。
它之所以被称为运动粘度，是因为在它的量纲中只有运动学的要素长度和时间因次的缘故。
机械油的牌号上所标明的号数就是表明以厘斯为单位的，在温度50℃时运动粘度ν的平均值。
例如10号机械油指明该油在50℃时其运动粘度ν的平均值是10cSt。
蒸馏水在20.2℃时的运动粘度ν恰好等于1cSt，所以从机械油的牌号即可知道该油的运动粘度。
例如20号油说明该油的运动粘度约为水的运动粘度的20倍，30号油的运动粘度约为水的运动粘度的30倍，如此类推。
动力粘度和运动粘度是理论分析和推导中经常使用的粘度单位。
它们都难以直接测量，因此，工程上采用另一种可用仪器直接测量的粘度单位，即相对粘度。
粘度及换算公式2
2006-12-0616:
38
（3）相对粘度。
相对粘度是以相对于蒸馏水的粘性的大小来表示该液体的粘性的。
相对粘度又称条件粘度。
各国采用的相对粘度单位有所不同。
有的用赛氏粘度，有的用雷氏粘度，我国采用恩氏粘度。
恩氏粘度的测定方法如下：
测定200cm3某一温度的被测液体在自重作用下流过直径2.8mm小孔所需的时间tA，然后测出同体积的蒸馏水在20℃ 时流过同一孔所需时间tB（tB=50～52s），tA与tB的比值即为流体的恩氏粘度值。
恩氏粘度用符号°E表示。
被测液体温度t℃时的恩氏粘度用符号°Et表示。
°Et = tA/tB （1-4）
工业上一般以20℃、50℃和100℃ 作为测定恩氏粘度的标准温度，并相应地以符号
°E20、°E50和°E100来表示。
知道恩氏粘度以后，利用下列的经验公式，将恩氏粘度换算成运动粘度。
ν=7.31°E-6.31/°E×10-6 （1-5）
为了使液体介质得到所需要的粘度，可以采用两种不同粘度的液体按一定比例混合，混合后
的粘度可按下列经验公式计算。
°E＝[a°E1+b°E2-c（°E1-°E2）]/100 （1-6）
式中：
°E为混合液体的恩氏粘度；°E1，°E2分别为用于混合的两种油液的恩氏粘度，
°E1＞°E2；a，b分别为用于混合的两种液体°E1、°E2各占的百分数，a+b=100；c为与a、b有关的实验系数，见表1-2。
表1-2 系数 c 的值
a/%
10
20
30
40
50
60
70
80
90
b/%
90
80
70
60
50
40
30
20
10
c
6.7
13.1
17.9
22.1
25.5
27.9
28.2
25
17
（4）压力对粘度的影响。
在一般情况下，压力对粘度的影响比较小，在工程中当压力低于5MPa时，粘度值的变化很小，可以不考虑。
当液体所受的压力加大时，分子之间的距离缩小，内聚力增大，其粘度也随之增大。
因此，在压力很高以及压力变化很大的情况下，粘度值的变化就不能忽视。
在工程实际应用中，当液体压力在低于50MPa的情况下，可用下式计算其粘度：
νp=ν0（1+αp） （1-7）
式中：
νp为压力在p（Pa）时的运动粘度；ν0为绝对压力为1个大气压时的运动粘度；p为压力（Pa）；α为决定于油的粘度及油温的系数，一般取α=（0.002～0.004）×10-5，1/Pa。
（5）温度对粘度的影响。
液压油粘度对温度的变化是十分敏感的，当温度升高时，其分子之间的内聚力减小，粘度就随之降低。
不同种类的液压油，它的粘度随温度变化的规律也不同。
我国常用粘温图表示油液粘度随温度变化的关系。
对于一般常用的液压油，当运动粘度不超过76mm2/s，温度在30～150℃ 范围内时，可用下述近似公式计算其温度为t℃的运动粘度：
νt=ν50（50/t）n （1-8）
式中：
νt为温度在t℃时油的运动粘度；ν50为温度为50℃时油的运动粘度；n为粘温指数。
粘温指数n随油的粘度而变化，其值可参考表1-3
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