常用粘度及单位换算

常用粘度及单位换算

液体在外力作用流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力要阻止分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。流体在流动时，相邻流体层间存在着相对运动时该两流体层间产生的摩擦阻力，称为粘滞力。液体只有在流动（或有流动趋势）时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。

粘度是用来衡量粘滞力大小的一个物性数据。粘度是流体的一种属性，不同流体的粘度数值不同。其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。

对液体而言，压强越大，温度越低，粘度越大；压强越小，温度越高，粘度越小。对气体而言，压强影响不大；温度越高，粘度越大，温度越低，粘度越小。同种流体的粘度显著地与温度有关，而与压强几乎无关。

粘度一般是动力粘度的简称，其单位是Pa•s或mPa•s。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。此外，在高分子材料中还有比浓粘度，增比粘度，特性粘度，对数比浓粘度等等。

一、动力粘度

度量流体粘性大小的物理量。又称粘性系数、绝对粘度，记为μ。单位是帕斯卡.秒(Pa•s)。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。定义公式如下：L=μ•v0/h

v0—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。

ASTM D445标准中规定用运动粘度来计算动力粘度，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%。

单位换算：1Pa.S=1N.s/m2=10P（泊）=103cP＝1KcP

动力粘度的特征

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”。高分子属于后一种情况。

粘度与温度、压力的关系：

μ=μ。E.b p(t。/t).k

μ——表压力为P，温度为t时的动力粘度；

μ。——1atm条件下，温度为t。时的动力粘度；

b,k—视液体种类而定的常数，对油液：k=2,b=0.014-0.031

二、运动粘度

运动粘度符号是υ , 其单位为：m2/s(由于υ的单位m2／s中只有运动学单位，故称运动粘度)。流体的动力粘度μ与同温度下该流体的密度ρ的比值称为运动粘度。即：

υ=μ/ρ

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，即1cSt=1mm2/s=10-6m2/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。

三、相对粘度

1）恩氏粘度0E

在石油工业中还使用"恩氏粘度"，我国的国家标准为石油产品恩氏粘度测定法GB/T266-88。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。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℃时流经恩氏粘度计所需时间（为51s）之比称为恩氏粘度。

2）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。

3）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 四、动力粘度计算

1）气体粘度

在温度T＜2000K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＝110.4K。

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90K＜T＜300K范围可取为 8／ρ。

2）水的粘度

水的粘度可按下式计算：

μ＝0.01779／（1＋0.03368t＋0.0002210t2）

式中t=℃。

3）油品的粘度

有机液体的粘度计算相对复杂一些，一般先求出T℃下的有机液体密度，而且还需要已知某2个温度（T1、25℃）下该油品的运动粘度（υ1、υ25℃）。

密度公式：ρT =ρ25℃+α.(T-25℃)

其中，ρT——在T℃温度时油品的密度；

ρ25℃——25℃时油品的密度；

α—油品比重的温度修正系数，1/℃.

α=8.97×10-4-13.2×10-4(ρ25℃-0.7)

运动粘度公式：υT =υ25℃×e-δ(T-25℃)

其中，υT——油品在T℃时的运动粘度。m2/s；

υ25℃——油品在25℃时的运动粘度。m2/s；

e——自然常数，2.7183；

δ——粘度的温度系数，δ=ln(υT1/υ25℃)/(T1-25℃)

五、几种粘度的换算

1）恩氏粘度与运动粘度的换算

υ（mm2/s）=7.310E-6.31/0E 2

2）雷氏粘度与运动粘度的换算

υ（mm2/s）=0.26R-172/R

当R>225s时,则υ（mm2/s）=0.26R 3

3）赛氏粘度与运动粘度的换算

υ（mm2/s）=0.225S（S>285s）