流体的粘度
流体的 粘度
液体：液体的内聚力是产生粘度的主要因素，当 温度升高，分子间距离增大，吸引力减小，因而 使剪切变形速度所产生的切应力减小，所以μ值 减小。
气体：气体分子间距离大，内聚力很小，所以粘 度主要是由气体分子运动动量交换的结果所引起 的。温度升高，分子运动加快，动量）
◦ 液体的粘度随温度T的升高而减小； ◦ 气体的粘度随温度T的升高而增大。
温度的影响（是影响粘度的主要因素） 液体的 ：粘液度体随的温内度聚力T的是升产高生而粘减度小的；主要因素，当温度升高，分子间距离增大，吸引力减小，因而使剪切变形速度所产生的切应力减小 又 ，称所相以对 μ值粘减度小，。运动粘性系数，单位：m2/s 高又压称下 绝，对流粘体度的、粘动度力随粘滞P增系加数而、增粘大度。，是反映流体粘滞性大小的系数， 又通称常相 压对强粘下度，，压运强动对粘性度系影数响，很单小位，：可忽m2略/。s 液体的粘度随温度T的升高而减小； 一又般称在 相相对同粘条度件，下运，动液粘体性的系粘数度，大单于位气：体m2的/粘s 度。 又称相对粘度，运动粘性系数，单位：m2/s 又温称度绝 的对影粘响度（、是动影力响粘滞度系的数主、要粘因度素，）是反映流体粘滞性大小的系数， 高通压常下 压，强流下体，的压粘强度对随粘度P增影加响而很增小大，。可忽略。 通一常般压 在强相下同，条压件强下对，粘液度体影的响粘很度小大，于可气忽体略的。粘度。 一般在相同条件下，液体的粘度大于气体的粘度。 液体的粘度随温度T的升高而减小； 单气位体k：g气/m体s分或子(N间· s距/m离2大)(，Pa内· s聚) 力很小，所以粘度主要是由气体分子运动动量交换的结果所引起的。 又液称体相 的对粘粘度度随，温运度动T的粘升性高系而数减，小单；位：m2/s 气通体常： 压气强体下分，子压间强距对离粘大度，影内响聚很力小很，小可，忽所略以。粘度主要是由气体分子运动动量交换的结果所引起的。 液温体度的粘影度响随（温是度影响T的粘升度高的而主减要小因；素） 通 液常体压：强 液下 体， 的压 内强 聚对 力粘 是度产影 生响 粘很 度小 的， 主可 要忽 因略 素。 ，当温度升高，分子间距离增大，吸引力减小，因而使剪切变形速度所产生的切应力减小 液，体所的 以粘μ值度减随小温。度T的升高而减小； 气温体度的粘影度响随（温是度影响T的粘升度高的而主增要大因。素） 液气体的粘度随温度T的升高而减增小大；。 高压下，流体的粘度随P增加而增大。
流体流动的粘度概念是什么
流体流动的粘度概念是什么流体的粘度是指流体抵抗流动的程度，也可以理解为流体的黏稠程度。
在流体力学中，粘度是描述流体内部分子间相互作用力的物理量，它反映了流体分子内部相互作用的强度，不同粘度的流体在相同的外力作用下，其流动性质也不同。
粘度是任何液体或气体的重要属性。
在日常生活中，我们可以通过观察水的流动情况和油的黏稠程度来感受到粘度的存在。
例如，当我们将水从一个容器倒入另一个容器时，水的流动是相对较快、较顺畅的，而当我们倒入油时，油的流动速度相对较慢、较困难，这是因为油的粘度较水大。
因此，粘度的概念对于我们理解流体流动的性质和行为至关重要。
粘度的单位是帕斯卡秒（Pa·s）。
粘度的数值越大，表示流体粘稠程度越高，即需要更大的力才能使其流动。
相反，粘度小的流体流动更容易，所需的外力较小。
流体的粘度实际上是由流体分子间相互作用力引起的。
对于液态流体，其机理可以通过流体分子间的黏性力、分子扩散和滞流现象来解释。
黏性力是流体分子间短程作用力，它使得流体分子在准静止状态下产生相对位移时经历相互摩擦，并阻止流体分子的快速移动。
分子扩散是指流体分子在由浓度差引起的浓度梯度下自发的无序运动。
滞流现象是液体流动中的一种特殊运动形式，它使得流体流动过程中不同层之间产生相对滑动，导致整体滞后。
对于气体流体，其粘度较小，主要是由分子间的碰撞引起的。
气体分子之间的距离相对较大，相互作用力较弱，因此气体的粘度相对较小。
流体的粘度还与温度有关。
一般而言，温度升高会使流体分子的热运动增加，分子间的相互作用力减小，流体粘度降低。
而当温度降低时，分子间的相互作用力增加，流体粘度增大。
这也是为什么在寒冷的冬天，汽车机油变得较黏稠的原因。
粘度对流体流动的影响是显著的。
当流体经受外力作用时，它会产生内部剪切应力，并且会呈现出分层滑动的现象。
高粘度流体经历剪切应力后，滞后现象较为明显，流动路径较为复杂，外界作用力的转化效率较低；而粘度较小的流体由于分子间的相互滑动较容易，流动路径较为直线，外界作用力的转化效率较高。
流体力学中的流体的黏性尺度
流体力学中的流体的黏性尺度在流体力学领域中，黏性是描述流体内部分子之间相互作用的一种特性，而黏性尺度则可以用来量化流体的黏性程度。
黏性尺度是流体力学中的一个重要概念，它对于理解流体流动的行为以及预测流体力学现象具有重要意义。
黏性是指流体内部分子间的相互作用力。
在流体运动中，粘性会阻碍流体分子的相对运动，使得流体粒子产生内摩擦。
黏性的大小与流体分子间的相互作用力强弱有关，一般来说，分子间相互作用力越强，流体的黏性就越大。
在流体力学中，黏性尺度是用来描述黏性的程度或者衡量流体黏性大小的一个量。
黏性尺度的定义不是唯一的，常见的有动力学黏度和运动黏度等。
动力学黏度是描述流体粘滞性质的重要参数，通常用希金斯粘度公式来计算。
希金斯粘度公式表示为：μ = ηρ其中，μ是动力学黏度，η是流体的运动粘度，ρ是流体的密度。
运动黏度是指单位面积上流体沿着垂直于流动方向的速度梯度产生的切应力与速度梯度之比。
运动黏度是流体黏性的度量，其大小取决于流体分子间的相互作用力以及分子的尺度。
在流体力学中，可以通过弹性散射或者粘性流动等实验方法来测量流体的运动黏度。
流体的黏性尺度与流体的运动黏度密切相关，一般来说，流体的运动黏度越大，其黏性尺度也会相应增大。
黏性尺度的增大会导致粘性流体的流动变得更加缓慢，流速与摩擦力的关系也会发生变化。
黏性尺度在流体力学中具有重要的应用价值。
例如，在微尺度下，流体的黏性尺度会增大，此时流体的黏性效应会显著影响流动行为。
微尺度下的流体流动行为可以通过纳米流体力学来进行研究。
此外，黏性尺度也与流体的层流和湍流转换有关。
在一定的黏性尺度范围内，流体通常呈现层流状态；而当黏性尺度超过一定阈值时，流体往往会出现湍流现象。
研究流体的黏性尺度可以帮助我们理解和预测流体流动的转变过程。
总之，流体力学中的流体黏性尺度是一个重要的概念，用于描述流体黏性的大小。
黏性尺度与流体的运动黏度相关，研究黏性尺度可以帮助我们更好地理解流体的流动行为和预测流体力学现象。
流体力学中的流体的黏滞系数变化
流体力学中的流体的黏滞系数变化在流体力学中，黏滞系数是流体的一种物理性质，用于描述流体的黏稠程度。
黏滞系数的变化对于流体的流动行为具有重要影响。
本文将探讨流体的黏滞系数变化以及其与流动性质之间的关系。
一、黏滞系数的定义与意义黏滞系数，也称为动力粘度，通常用希腊字母μ表示，是一个描述流体粘稠程度的物理参量。
黏滞系数越大，流体越黏稠，越难流动；反之，黏滞系数越小，流体越稀薄，流动性越好。
黏滞系数在流体力学研究中具有重要意义。
它不仅可以用于判断流体的黏稠程度，还是流体的运动特性分析的基础之一。
黏滞系数的变化不仅受到温度、压力等外界因素的影响，还与流体自身的性质密切相关。
二、黏滞系数的变化因素1. 温度的影响温度是影响流体黏滞系数的重要因素之一。
通常情况下，随着温度的升高，流体的黏滞系数会减小。
这是因为温度的升高会增加流体分子的热运动速度，使得分子间的相互作用减弱，流体的流动性增强。
2. 压力的影响压力也是黏滞系数的变化因素之一。
一般来说，压力越大，流体的黏滞系数越小。
这是因为大的压力会压缩流体分子之间的距离，减小分子之间的相互作用力，使流体分子更容易滑动，流动性增强。
3. 流体类型的影响不同类型的流体其黏滞系数的变化规律也有所不同。
例如，Newton流体的黏滞系数与应力成正比，称为牛顿流体，是黏滞系数不随剪切速率变化的理想流体；而非牛顿流体则具有黏滞系数随剪切速率变化的特性。
三、黏滞系数的测量方法流体黏滞系数的测量通常使用粘度计进行。
简单来说，粘度计利用流体在外力作用下的变形情况来测量黏滞系数。
常见的粘度计有旋转式粘度计和滴定式粘度计等。
通过测量流体在给定条件下的流动特性，可以计算得到其黏滞系数。
四、流体黏滞系数与流动性质的关系黏滞系数的变化对流体的流动行为具有重要影响。
通常情况下，黏滞系数越小，流体流动性越好，流水越顺畅。
而黏滞系数越大，则流体黏稠度增加，导致流动阻力加大，流体的流动速度减小。
此外，黏滞系数的变化还会影响流体的层流与湍流转变。
流体的粘度和粘度计
流体的粘度和粘度计流体的粘度是指流体内部分子之间的摩擦阻力，衡量了流体的黏稠程度。
粘度在化学、物理、工程等领域都有广泛的应用，对于液体和气体的流动性质都有着重要的影响。
为了测量粘度，人们开发了各种粘度计，用来定量地评估流体的粘度。
本文将介绍流体粘度的基本概念，以及几种常见的粘度计。
一、粘度的定义和影响因素1. 粘度的定义粘度是指流体内部分子之间的摩擦阻力，简单来说，就是流体流动时内部粒子间相互作用的力大小。
流体的粘度可以分为动力粘度（也称为牛顿粘度）和运动粘度（也称为动力粘度的密度修正值）。
动力粘度是指流体在单位时间内，单位面积上下层之间黏稠的力大小。
运动粘度是指流体动力粘度除以其密度。
2. 粘度的影响因素粘度的大小受到多种因素的影响，包括温度、压力、流速和流体的性质等。
一般来说，温度越高，流体的粘度越低；压力越高，流体的粘度也越低；流速越大，粘度的影响越小。
此外，不同种类的流体具有不同的粘度，比如液体的粘度一般远大于气体的粘度。
二、常见的粘度计及其原理1. Ubbelohde粘度计Ubbelohde粘度计是一种常用的粘度测量仪器，适用于液体的粘度测量。
其基本原理是利用毛细管的流动特性来测量液体的粘度。
通过调整液体的温度，观察液体在毛细管中的流动速度，并结合毛细管的尺寸和长度等参数，就可以计算出液体的粘度数值。
2. Ostwald粘度计Ostwald粘度计是另一种常见的粘度测量仪器，适用于较稠的液体。
它的原理是利用细管内，液体通过的时间与粘度成正比。
当液体通过细管时，通过测量液体的流动时间，再结合细管的尺寸和液体的密度等参数，就可以计算出液体的粘度。
3. Brookfield粘度计Brookfield粘度计是一种广泛应用于工业的粘度测量仪器，适用于各种液体和半固体材料的粘度测量。
它的原理是利用转子在流体中的转动阻力来评估流体的粘度。
通过测量转子在液体中的转速和转动阻力，就可以得到流体的粘度数据。
1.4.1流体的粘性和牛顿粘性定律(1)牛顿粘性定律
R
1
r
2
3
2rdr
2.0
0 R
② 壁面剪应力与平均流速间的关系
w
R 2l
(
p1
p2 )
p1 p2 4l
d
uav
p1 p2
8l
R2
故：
w
4uav
R
8uav
d
（3） 湍流时的速度分布和剪应力 ① 湍流描述 主要特征：质点的脉动
瞬时速度= 时均速度+ 脉动速度
u
uA
uA
u
' A
u
' A
墨水流线
D
B
玻璃管
C A
雷诺实验
（2）雷诺实验现象 用红墨水观察管中水的流动状态
层流
(a)
过渡流
(b)
湍流
(c)
两种稳定的流动状态：层流、湍流。
层流： * 流体质点做直线运动； * 流体分层流动，层间不相混合、不碰撞； * 流动阻力来源于层间粘性摩擦力。
湍流： 主体做轴向运动，同时有径向脉动； 特征：流体质点的脉动 。
平板间的流体剪应力与速度梯度
实测发现：
F u
AY
牛顿粘性定律： du
dy
意义：剪应力的大小与速度梯度成正比。 描述了任意两层流体间剪应力大小的关系。
（2） 流体的粘度
① 物理意义
du
dy
—— 动力粘度，简称粘度
② 单位
SI单位制 ：
Pa·s ( N ·s /m2)
物理单位制 ：
P(泊), 达因·秒/厘米2
m
yii M 0.5
yi M 0.5
说明：不同流体的粘度差别很大。例如：
流体的粘度
二、流体的流动形态与雷诺数
1、雷诺实验 为了研究流体流动时内部质点的运动情况及其影
响因素，1883年奧斯本•雷诺（Osborne Reynolds） 设计了“雷诺实验装置” 。
雷诺实验揭示了重要的流体流动机理，即流体在 流动过程中，存在着两种流动形态。
2020/3/23
2020/3/23
【单位】 SI制：m2/s； CGS制：cm2/s，用St【沲（duo)】表示。
1St 100cSt【厘沲】 104 m2 / s
2020/3/23
（4）影响粘度的因素
f (t、P)
①液体的粘度，随温度的升高而降低，压力对其影 响可忽略不计； ②气体的粘度，随温度的升高而增大，一般情况下 也可忽略压力的影响，但在极高或极低的压力条件 下需考虑其影响。 【注意】确定流体的粘度时，需根据其温度查找相 应的数据手册。
du dy
Pa ms
Pa s
m在一些工程手册中，Fra bibliotek度的单位常常用物理单位
制下的cP（厘泊）表示，其换算关系为：
1cP（厘泊）＝0.01P(泊）＝10-3 Pa·s
1Pa s 10P(泊) 1000cP(厘泊)
2020/3/23
（3）运动粘度 【定义】流体的动力粘度μ与密度ρ的比值，称为运 动粘度，以符号ν（nju:）表示，即：
dy
【结论】 流体层间的内摩擦力或剪应力与法向速度 梯度成正比。
2020/3/23
（6）牛顿型流体非牛顿型流体
【牛顿型流体】剪应力与速度梯度的关系符合牛顿 粘性定律的流体，包括所有气体和大多数液体； 【非牛顿型流体】不符合牛顿粘性定律的流体，如 高分子溶液、胶体溶液及悬浮液等。
流体粘度的概念
流体粘度的概念流体粘度是流体内部阻力的大小，即流体抵抗流动的能力。
它是描述流体黏性的物理量，用于揭示流体的流动特性。
在工程领域和物理学中，流体粘度是一个十分重要的参数，可以影响到流体的运动和传热等性质。
下面将从粘度的概念、测量方法和影响因素等方面进行解释。
首先，粘度是指流体内部抵抗流动的阻力大小，是流体分子间相互作用力的表现形式。
流体内部的分子之间常常存在各种相互作用力，如万有引力，静电力、分子间力等。
这些力在流体流动时会相互抵消，阻碍流体分子流动，表现为粘滞性。
粘度可理解为介质内部阻抗的表现，即在给定剪应力下，介质内不同层之间的相对位移。
粘度通常用希尔（S）或波厘（poise）单位来表示。
其中1希尔等于0.1波厘，1波厘等于0.1牛顿秒/平方米。
波厘是用于描述液体粘度的单元，而斯托克（stoke）是用于描述气体粘度的单位。
其次，粘度的测量方法可以采用多种方法。
常见的方法有液滴法、管道法、旋转圆盘法、剪切应变法等。
液滴法是通过测量液滴自由落下的速度，从而计算出粘度的方法。
管道法是通过将液体由一头注入管道，然后测量液体流出另一头的速度和压力，计算出粘度的方法。
旋转圆盘法是将液体放置在旋转的圆盘上，通过测量圆盘上移动液体的速度和圆盘旋转的速度，计算出粘度的方法。
剪切应变法是通过施加剪切力，测量流体的变形和剪切应变来计算粘度的方法。
流体粘度的大小受到多个因素的影响。
首先，温度是影响粘度的重要因素。
随着温度的升高，分子的平均动能增加，分子运动速度加快，相互间作用力减弱，从而降低粘度。
其次，压力也会对流体粘度产生影响。
在较高压力下，粘度会增加，原因是分子间的相互作用力变大，分子间距减小，从而增加了分子间碰撞和摩擦的机会。
此外，溶质的浓度和类型、流体中悬浮物颗粒的大小等也会对流体粘度产生影响。
总结起来，流体粘度是用于描述流体内部阻力大小的物理量。
它是流体黏性的度量，可以影响流体的运动和传热等性质。
粘度的测量方法可以有液滴法、管道法、旋转圆盘法和剪切应变法等。
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流体的粘性
流体的粘性： 流体本身阻滞其质点相对滑动的性质。
粘度：度量流体粘性的大小。
同一流体的粘度随流体的温度和压力而变化。
通常温度上升，液体的粘度下降，而气体的粘度上升。
流体的粘度只有在很高压力下才需要进行压力校正，而气体粘度与压力，温度关系密切。
1 动力粘度
dh du
τ
η=
(公式1.0)
其中η—流体的动力粘度， Pa. S:
τ—单位面积上的内摩擦力， Pa.
dh du
---速度梯度 l/s
u----流体的流速 m/s
h---两流体层间距离 m
动力粘度的单位是Pa. S ( 帕斯卡. 秒)， 是国际单位制（S. I ）的导出单位，是法定单位。
以前常用的单位是P （泊），cP (厘泊), μP (微泊)为CGS 单位制。
1Pa.s =10 P 1 cp =1 mP. S.
公式1.0为牛顿内摩擦定律的表达式，凡粘性服从该公式的流体为牛顿流体。
否则为非牛顿流体。
全部的气体、气
体均匀混合物、大多数液体及含有少量球形微粒的液体都为牛顿流体。
非牛顿流体种类繁多，如高分子的溶液、钻井用泥浆、油漆、纸浆液、有机胶体、血浆、低温下的原油、汽油中的高聚合物等。
2 运动粘度
流体的动力粘度与其密度的比值称为运动粘度。
ρηυ=
υ—运动粘度 m 2/s
单位 m 2
/s 为国际单位制度（SI ），以前常用的单位为斯托克斯(St)、厘斯(cSt) 等单位。
1m 2/s ==104St
3 恩氏粘度
用200ml 的液体流过恩格勒粘度计所需要的时间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t0的比值为恩氏粘度。
0t t E =
E=135*103υ
4 雷诺数 雷诺数是一个表征流体惯性力与粘性之比的无量量纲。
如果雷诺数小，粘性力占主要地位，反之，雷诺数大，惯性力是主要的，粘性对流动的影响只有在附面层内或速度梯度比
较大的区域的才是主要的。
5 气穴
在流动的液体中形成一些充满蒸汽和气体的气穴的原因是因为：在液体中因流动使压力P下降到低于该温度下的蒸汽压力Pv，蒸汽突然形成，由于从液态到气态的转化工程中体积突然增大，压力又重新上升，蒸汽凝结并把气穴填满，以后气穴崩溃，瓦解发出猛烈的噪声，并使流体流动失常，流量计出现错误指示，有时还损坏检测件，产生气蚀。
涡街流量计在测量液体流量时，流量上限受气蚀现象的限制。