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定義：

由于液體的粘性將此力層層傳遞，各層液體也相應(yīng)運(yùn)動，形成一速度梯度du/dr，稱剪切速率,，以r′表示。F/A稱為剪切應(yīng)力,，以τ表示,。剪切速率與剪切應(yīng)力間具有如下關(guān)系： [1] 

（F/A）=η（du/dr），

此比例系數(shù)η即被定義為液體的剪切粘度（另有拉伸粘度,，剪切粘度平時使用較多,，一般不加區(qū)別簡稱粘度時多指剪切粘度），故η=（F/A）/（du/dr）=τ/r′,。

將兩塊面積為1㎡的板浸于液體中,，兩板距離為1米，若在某一塊板上加1N的切應(yīng)力,，使兩板之間的相對速率為1m/s,則此液體的粘度為1Pa·s,。

牛頓流體：符合牛頓公式的流體。 粘度只與溫度有關(guān),，與切變速率無關(guān),。非牛頓流體：不符合牛頓公式τ/D=f（D），以ηa表示一定（τ/D）下的粘度,，稱表觀粘度,。

粘度隨溫度的不同而有顯著變化，但通常隨壓力的不同發(fā)生的變化較小,。液體粘度隨著溫度升高而減小,，氣體粘度則隨溫度升高而增大,。對于溶液，常用相對粘度μr表示溶液粘度μ和溶劑粘度μ之比,，即：

相對粘度與濃度C的關(guān)系可表示為：

μr=1+【μ】C+K′【μ】C+…

式中【μ】為溶液的特性粘度,，

K′為系數(shù)?！?em>μ】、K′均與濃度無關(guān),。

不同流體的粘度差別很大,。在壓強(qiáng)為101.325kPa、溫度為20℃的條件下,，空氣,、水和甘油的動力粘度和運(yùn)動粘度為：

空氣　μ=17.9×10^-6Pa·s，　v=14.8×10^-6m²/s

水　μ=1.01×10^-3Pa·s,，　v=1.01×10^-6m²/s

甘油　μ=1.499Pa·s,，　v=1.19×10^-3m²/s

各種流體的粘度數(shù)據(jù)，主要由實(shí)驗(yàn)測得,。常用的粘度計(jì)有毛細(xì)管式,、落球式、錐板式,、轉(zhuǎn)筒式等,。在工業(yè)上有時用特定形式的粘度計(jì)來測定特定的條件粘度。如煉油工業(yè)中常用恩氏粘度（或恩格拉粘度）作為石油產(chǎn)品的一個指標(biāo),，它表示某一溫度下200cm3油品與同體積20℃純水,，從恩氏粘度計(jì)中流出所需時間之比。恩氏粘度與動力粘度的關(guān)系可按經(jīng)驗(yàn)公式換算,。又如橡膠工業(yè)中常用門尼粘度為衡量橡膠平均分子量及可塑性的一個指標(biāo),。

在缺少粘度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，可按理論公式或經(jīng)驗(yàn)公式估算粘度,。對于壓力不太高的氣體,，估算結(jié)果較準(zhǔn)；對于液體則較差,。對非均相流體（如低濃度懸浮液）的粘度,，可以用愛因斯坦公式估算：

式中μm為懸浮液的粘度；μ為連續(xù)相液體的粘度;φ為懸浮液中分散相的體積分?jǐn)?shù),；μd為分散相粘度,。當(dāng)分散相為固體顆粒時，μd→∞,，,；當(dāng)分散相為氣泡時,，μd→0，μm=(1+φ)μ,。

粘度是流體粘滯性的一種量度,，是流體流動力對其內(nèi)部摩擦現(xiàn)象的一種表示。粘度大表現(xiàn)內(nèi)摩擦力大,，分子量越大,，碳?xì)浣Y(jié)合越多，這種力量也越大,。 粘度對各種潤滑油,、質(zhì)量鑒別和確定用途，及各種燃料用油的燃燒性能及用度等有決定意義,。在同樣餾出溫度下,，以烷烴為主要組份的石油產(chǎn)品粘度低，而粘溫性較好,，即粘度指數(shù)較高,，也就是粘度隨溫度變化而改變的幅度較小,；含環(huán)烷烴（或芳烴）組份較多的油品粘度較高,，即粘溫性較差；含膠質(zhì)和芳烴較多油品粘度大,，粘溫性差,，即粘度指數(shù)低。 粘度常用運(yùn)動粘度表示,，單位mm²/s,。重質(zhì)燃料油粘度大，經(jīng)預(yù)熱使運(yùn)動粘度達(dá)到18~20mm²/s（40℃）,，有利于噴油嘴均勻噴油,。

單位換算表：

動力粘度單位換算 [2] 

1泊 (1P)=100厘泊(100cP)

1厘泊(1cP)=1毫帕斯卡·秒 (1mPa·s)

1毫帕斯卡·秒 (1mPa·s)=1000微 帕斯卡·秒（1000μ Pa.s）

動力粘度與運(yùn)動粘度的換算

μ=ν·ρ

式中μ--- 試樣動力粘度(mPa·s)

ν--- 試樣運(yùn)動粘度(mm²/s)

ρ--- 與測量運(yùn)動粘度相同溫度下試樣的密度(g/cm³)

測定

動力

ηt是二液體層相距1cm，其面積各為1(cm²)相對移動速度為1cm/s時所產(chǎn)生的阻力,，單位為g/cm·s,。1g/cm·s=0.1pa·s。一般工業(yè)上動力粘度單位用pa來表示,。

運(yùn)動

在溫度t (℃)時,，運(yùn)動粘度用符號γ表示，在單位制中,，運(yùn)動粘度單位為斯,，即每秒平方米(m²/s)，實(shí)際測定中常用厘斯,，(cst)表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即 1cst=1mm²/s),。運(yùn)動粘度廣泛用于測定噴氣燃料油,、柴油、潤滑油等液體石油產(chǎn)品深色石油產(chǎn)品,、使用后的潤滑油,、原油等的粘度，運(yùn)動粘度的測定采用逆流法,。

條件

指采用不同的特定粘度計(jì)所測得的以條件單位表示的粘度,，各國通常用的條件粘度有以下三種：

①恩氏粘度又叫恩格勒(Engler)粘度。是一定量的試樣,，在規(guī)定溫度(如：50℃,、 80℃、100℃)下,，從恩氏粘度計(jì)流出200毫升試樣所需的時間與蒸餾水在20℃流出相同體積所需要的時間(秒)之比。溫度tº時,，恩氏粘度用符號Et表示,，恩氏粘度的單位為條件度。

②賽氏粘度,，即賽波特(sagbolt)粘度,。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度(如 100ºF,、F210ºF或122ºF等)下從賽氏粘度計(jì)流出200毫升所需的秒數(shù),，以“秒”單位。賽氏粘度又分為賽氏通用粘度和賽氏重油粘度(或賽氏弗羅(Furol)粘度)兩種,。

③雷氏粘度即雷德烏德(Redwood)粘度,。是一定量的試樣，在規(guī)定溫度下,，從雷氏度計(jì)流出50毫升所需的秒數(shù),，以“秒”為單位。雷氏粘度又分為雷氏1號(Rt表示)和雷氏2號(用RAt表示)兩種,。

上述三種條件粘度測定法,，在歐美各國常用，我國除采用恩氏粘度計(jì)測定深色潤滑油及殘?jiān)屯?，其余兩種粘度計(jì)很少使用,。三種條件粘度表示方法和單位各不相同，但它們之間的關(guān)系可通過圖表進(jìn)行換算,。同時恩氏粘度與運(yùn)動粘度也可換算,，這樣就方便靈活得多了。

粘度的測定有許多方法,，如轉(zhuǎn)桶法,、落球法,、阻尼振動法、杯式粘度計(jì)法,、毛細(xì)管法等等,。對于粘度較小的流體，如水,、乙醇,、四氯化碳等，常用毛細(xì)管粘度計(jì)測量,；而對粘度較大流體,，如蓖麻油、變壓器油,、機(jī)油,、甘油等透明（或半透明）液體，常用落球法測定,；對于粘度為0.1～100Pa?s范圍的液體,，也可用轉(zhuǎn)筒法進(jìn)行測定。

粘度

1,、動力粘度η：在流體中取兩面積各為1m2,，相距1m，相對移動速度為1m/s時所產(chǎn)生的阻力稱為動力粘度,。單位Pa.s（帕.秒）,。過去使用的動力粘度單位為泊或厘泊，泊（poise）或厘泊為非法定計(jì)量單位,。 [3] 

1Pa.s=1N.s/m2=10P泊=10³cp=1Kcps
　　ASTM D445標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用運(yùn)動粘度來計(jì)算動力粘度,，即η=υ*ρ，式中 η-動力粘度,，Pa.s,；ρ-密度，kg/m3,；υ-運(yùn)動粘度,，m2/s。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T506-82為潤滑油低溫動力粘度測定法,。該法使用于測定潤滑油和深色石油產(chǎn)品的低溫（0～-60℃）動力粘度,。在嚴(yán)格控制溫度和不同壓力條件下，測定一定體積的試樣在已標(biāo)定常數(shù)的毛細(xì)管粘度計(jì)內(nèi)流過所需的時間,，秒,。由試樣在毛細(xì)管流過的時間與毛細(xì)管標(biāo)定常數(shù)和平均壓力的乘積，計(jì)算動力粘度，單位為Pa.s,。該方法重復(fù)測定兩個結(jié)果的差數(shù)不應(yīng)超過其算術(shù)平均值的±5%,。

2、運(yùn)動粘度υ：流體的動力粘度η與同溫度下該流體的密度ρ的比值稱為運(yùn)動粘度,。它是這種流體在重力作用下流動阻力的度量,。在單位制（SI）中，運(yùn)動粘度的單位是m2/s,。過去通常使用厘斯（cSt）作運(yùn)動粘度的單位,，它等于10-6m2/s，（即1cSt=1mm2/s）,。

運(yùn)動粘度通常用毛細(xì)管粘度計(jì)測定,。在嚴(yán)格的溫度和可再現(xiàn)的驅(qū)動壓頭下，測定一定體積的液體在重力作用下流過標(biāo)定好的毛細(xì)管粘度計(jì)的時間,，為了測準(zhǔn)運(yùn)動粘度,，首先必須控制好被測流體的溫度，測溫精度要求達(dá)到0.01℃,；其次必須選擇恰當(dāng)?shù)拿?xì)管的尺寸,，保證流出時間不能太長也不能太短，即粘稠液體用稍粗些的毛細(xì)管,，較稀的液體用稍細(xì)的毛細(xì)管，流動時間應(yīng)不小于200秒,；須定期標(biāo)定粘度管常數(shù),；而且安裝粘度管時必須保持垂直。運(yùn)動粘度國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T256-88,，相當(dāng)于ASTM D445-96/IP71/75,。

比粘度

比粘度是一個物理學(xué)的概念，在很多方面都能用到 ,。液體在外力作用下流動時,，分子間的內(nèi)聚力阻礙分子間的相對運(yùn)動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，液體的這種性質(zhì)叫做液體的粘性,。其特點(diǎn)是：只有在流動時液體才表現(xiàn)出粘性,，靜止液體(液體質(zhì)點(diǎn)間沒有相對運(yùn)動的液體)是不呈現(xiàn)粘性的。 [4] 

表示方法有三種：

①粘度η,，其單位(量綱)為帕·秒——Pa-s,，1Pa-s=1N-SAIl20

②運(yùn)動粘度ν，這是液體的粘度與其密度的比值,。

運(yùn)動粘度的單位為m²/s,，因該單位太大，故實(shí)際中習(xí)慣用厘斯cSt,。

③相對粘度(條件粘度),。我國,、前蘇聯(lián)、德國采用的是恩氏粘度E;美國用賽氏粘度SSU,；英國用雷氏粘度"R(或Re·1),。

其他概念

實(shí)驗(yàn)室測定粘度的原理一般大都是由斯托克斯公式和泊肅葉公式導(dǎo)出有關(guān)粘滯系數(shù)的表達(dá)式，求得粘滯系數(shù),?！≌扯鹊拇笮∪Q于液體的性質(zhì)與溫度，溫度升高,，粘度將迅速減小,。因此，要測定粘度,，必須準(zhǔn)確地控制溫度的變化才有意義,。粘度參數(shù)的測定，對于預(yù)測產(chǎn)品生產(chǎn)過程的工藝控制,、輸送性以及產(chǎn)品在使用時的操作性,，具有重要的指導(dǎo)價值，在印刷,、醫(yī)藥,、石油、汽車等諸多行業(yè)有著重要的意義,。

1845年,，英國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家斯托克斯（G. G. Stokes, 1819-1903）和法國的納維（C.L.M.H. Navier）等人分別推導(dǎo)出粘滯流體力學(xué)中基本的方程組,，即納維-斯托克斯方程,，奠定了傳統(tǒng)流體力學(xué)的基礎(chǔ)。

1851年,，斯托克斯推導(dǎo)出固體球體在粘性介質(zhì)中作緩慢運(yùn)動時所受的阻力的計(jì)算公式,，得出在給定力（重力）的作用下，阻力與流速,、粘滯系數(shù)成比例,，即關(guān)于阻力的斯托斯公式。

納維-斯托克斯方程是數(shù)學(xué)中為難解的非線性方程中的一類,，尋求它的解是非常困難的事,。直至今天，大約也只有70多個解,，只有大約一百多個特解被解出來,，是復(fù)雜的、尚未被完*的數(shù)學(xué)難題之一。

參考資料

• 1.  孫平,張?jiān)?苗月琦,周躍花,李學(xué)坤,李樹娜. 超臨界CO_2輸送水煤漿的流體粘度研究[J/OL]. 應(yīng)用化工,2017,(11):1-6(2017-08-31).
• 2.  尚培娜. 溫度對導(dǎo)熱油粘度影響規(guī)律的研究[D].湖南工業(yè)大學(xué),2016.
• 3.  孫允帥. Al-Fe合金熔體粘度研究[D].山東大學(xué),2013.
• 4.  劉文鵬,張慶禮,殷紹唐,孫敦陸,邵淑芳,張霞,谷長江. 粘度測量方法進(jìn)展[J]. 人工晶體學(xué)報(bào),2007,(02):381-384+404.

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