当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

粘度


“沱”是运动粘度单位=10-4 m2/S(斯托克斯) “1 厘沱”=10-2 沱=10-6 m2/S=1m m 2/S 1°E=1 厘沱 ,2°E=11.4 厘沱 “泊”是动力粘度单位=0.1Pa.s “1 厘泊”=10-2 泊=10-3 Pa.s
运动粘度单位换算表(November 6, 2002)

国际单位制(SI) 单位符号 单位制 换算系

数 单位名称 国际单 位制 (SI) 物理单 位制 (CGS) 工程单 位制 二次方米 每秒 二次方毫 米每秒 斯托克斯 厘斯托克 斯 二次方米 每小时 二次方英 寸每秒 英制 绝对单 位制 二次方英 尺每秒 6.4516× -4 10 9.29030× 10
-2 -7

物理单位制(CGS)

工程单位制

m2/s

mm2/s

St

cSt

m2/h

1 1× 10
-6

1× 6 10 1

1× 4 10 0.01

1× 6 10 1

3600.00 3.60000× -3 10

1× -4 10 1× -6 10 2.77778× -4 10

100 1

1 0.01

100 1

0.3600 3.6× -3 10

277.778

2.77778

277.778

1

645.160 9.2903× 10 25.8064
4

6.4516 929.030
-3

645.160 9.2903× 10 25.8064
4

2.32257 334.451 0.0929030

二次方英 1.79211× 10 二次方英 尺每小时

0.179211 1.79211× 10 0.2580

0.179211 6.45159× -4 10

寸每小时 2.58064× -5 10

备注

推行

不采用

不采用

英制绝对单位制 单位制 单位符号 换算系数 单位名称 国际单位制 (SI) 物理单位制 (CGS) 工程单位制 二次方米每秒 二次方毫米每 秒 斯托克斯 厘斯托克斯 二次方米每小 时 二次方英寸每 秒 二次方英尺每 英制 绝对单位制 秒 小时 二次方英尺每 小时 备注 不采用 1 144.000 0.0400000 6.94445× -3 3.60000× 3 10 10 1 2.7778× 10
-4

in2/s

ft2/s

in2/h

ft2/h

1.55000× 3 10

10.7639

5.58001× 6 3.8750× 4 10 10 5.58001 558.001 5.58001 0.038750 3.87501 0.0387501 10.7639

1.55000× -3 1.07639× -5 10 10 0.155000 1.550× 10
-3

1.07639× -3 10 1.07639× 10
-5

0.430557

2.98998× -3 1.55001× 3 10 10

25.0000 3.60000× 3 10 6.94444× -3 10 1

5.18400× 10 1 144.000

5

二次方英寸每 2.77778× -4 1.92900× -6 10 10

流量测量中常用的流体参数 对工业管道流体流动规律的研究、 流量测量计算以及仪表选型时, 都要遇到一系列反映流体 属性和流动状态的物理参数.这些参数,常用的有流体的密度、粘度、绝热指数(等熵指数)、 体积压缩系数以及雷诺数、流速比(马赫数)等;这些物理参数都与温度.压力密切相关。流 量测量的一次元件的设计以及二次仪表的校验, 都是在一定的压力和温度条件下进行的。 若 实际工况超过设计规定的范围,即需作相应的修正。

一、流体的密度

流体的密度(

)是流体的重要参数之一,它表示单位体积内流体的质量。在一般工业生产

中,流体通常可视为均匀流体,流体的密度可由其质量和体积之商求出:



(1-2)

式中 m——流体的质量,kg; V——质量为 m 的流体所占的体积,m3 密度的单位换算见表 1—3。

各种流体的密度都随温度、压力改变而变化.在低压及常温下,压力变化对液体密度的影响 很小,所以工程计算上往往可将液体视为不可压缩流体,即可不考虑压力变化的影响.但这 只是一种近似计算。而气体,温度、压力变化对其密度的影响较大,所以表示气体密度时, 必须严格说明其所处的压力、温度状况. 工业测量中,有时还用“比容”这一参数。比容数是密度数的倒数,单位为 m3/kg。 二、流体的粘度 流体的粘度是表示流体内摩擦力的一个参数。各种流体的粘度不同,表示流动时的阻力 各异。粘度也是温度、压力的函数.一般说来,温度上升,液体的粘度就下降,气体的粘度 则上升.在工程计算上液体的粘度,只需考虑温度对它的影响,仅在压力很高的情况下才需 考虑压力的影响。水蒸气及气体的粘度与压力、温度的关系十分密切.表征流体的粘度,通 常采用动力粘度( )和运动粘度(v),有时也采用恩氏粘度(° E).

流体动力粘度的意义是,当该流体的速度梯度等于 l 时,接触液层间单位面积上的内摩擦 力.流体的动力粘度也可理解为两个相距 1m、面积各为 1m2 的流体层以相对速度 1m/s 移 动时相互间的作用力,即

= 式中

(1-3) ――单位面积上的内摩擦力,Pa;

v——流体流动速度,m/s; h——两流体层之间的距离,m;

——速度梯度,I / S;

动力粘度

的单位 Pa· 是国际单位制(SI)的导出单位,是我国法定单位.它与过去习惯 s 的单位达因· 秒/厘米 2(dyn· s/cm2)是厘米—

使用的其他单位的换算关系见表 l—4.表中

克—秒单位制(c.G.s 单位制)的导出单位,习惯上称泊(P)。取其百分之一为单位,称厘泊 (cP),或百万分之一为单位,称微泊( P)。

由于流体的粘度和密度有关, 将动力粘度与流体密度之比作为粘度的另一参数, 称运动粘度, 用 v 表示:

v=

(1-4)

在 SI 单位制中,v 的单位为 m2/s 与过去习惯用的其他单位间的换算关系见表 1—5。表中 v 的单位 cm2/s 是 c.G.s 单位制的导出单位,称斯托克斯(St),取其百分之一为单位,称厘 斯(cSt)。

在试验室对粘度进行测定常采用恩格勒粘度计,这里还需提及恩氏粘度(E)的概念。流体的 恩氏粘度又称条件粘度,它是基于流体的粘性越大,流动时表现的阻力也越大的原理,按下 列方式测定的:取一定容积的被测流体(例如 200mL),在一定的温度(t℃)下,测定其从恩格 勒粘度计流出的时间( t),以 s 为单位,然后与同体积的蒸馏水在 20℃时流出恩格勒粘度 计的时间( )对比,其比值称该流体在 t℃时的恩氏粘度.

恩氏粘度与运动粘度在常用范围内的对照关系见表 1—6。当 v>1.2× 4m2/s 时,在同一 l0



温度 t 下,E 与 v 的换算采用下式: Et=135× 3Vt 10 或 Vt=7. 41× 6Et 10


(1-6) (1-7)

式中 Et――在温度 t 时的恩氏粘度; Vt――在温度 t 时的运动粘度。

三、牛顿流体及非牛顿流体 在节流装置的设计标准、规程以及一些流量测量方法的“适用范围”栏目中,常常提出所测流 体仅限于“牛顿流体”。什么是牛顿流体和非牛顿流体呢? 在前述流体的粘度一节中,给出了

流体动力粘度的定义式(1—3),由该式可以导出在流体内部有速度梯度(剪切进度)

时,

作用在与该速度梯度方向垂直的单位面积上的内摩擦力(或称剪切应力、粘滞力) 之间的关系式是:



式(1—8)称牛顿粘性定律。当式中比例系数

(即动力粘度)为常数时,内摩擦力

与速度

梯度 值

间呈线性关系。这一规律的流体即称牛顿流体.不同种类的牛顿流体的比例常数

各不相同。当

值不是常数或



间的关系不符式(1—8)所示规律,即不符牛顿粘性

定律时, 该流体即称非牛顿流体。 一般高粘滞性流体和高分子溶液都呈现非牛顿流体的性质。

典型的非牛顿流体以可塑性流体、 膨胀性流体和宾厄姆(BINGham)流体为代表. 其 的关系可用下列两个简单的典型式表示:



当式(1—9)中常数 n>I 时,称可塑性流体;当 n<1 时,称膨胀性流体.对宾厄姆流体,表 达式为

式中

B——常数,称塑性粘度;

h——流体开始流动时的内摩接力(剪切应力),常称为屈服值。

为直观起见,常以

作纵坐标,以

为横坐标,绘出



的关系曲线,称流动曲

线。 对牛顿流体, 流动曲线为通过原点的直线; 对非牛顿流体, 流动曲线有各种不同的形状。 例如可塑性流体的流动曲线是下弯的曲线; 膨胀性流体则是向上弯的曲线; 宾厄姆流体为不 通过原点的直线。 四、绝热指数及等熵指数 测量气(汽)体流量时,需要了解流体流经流量测量元件(例如节流元件)时的状态变化,为 此需要知道被测气(汽)体的绝热指数和等熵指数。 流动工质在状态变化(由一种状态转变到另一种状态)过程中若不与外界发生热交换, 则该 过程称为绝热过程。若绝热过程没有(或不考虑)摩擦生热,即为可逆绝热过程.根据熵的定 义,在可逆绝热过程中熵(S)值不变(S=常数),故可逆的绝热过程又称为等熵过程。例如, 流体流经节流元件时,因为节流元件很短,其与外界的热交换及摩擦生热均可忽略,所以该 过程可近似认为是等熵的.在此过程中,流体的压力 P 与比容 V 的 X 次方的乘积为常数, 即 PVX=常数,X 称为等熵指数。当被测气(汽)体服从理想气体定律时,等熵指数等于比热 比,即定压比热 Cp 与定容比热 Cv 之比值 Cp/Cv。在绝热过程中,比热比又叫绝热指数。

实际气(汽)体的等熵指数与介质的种类以及所处的压力、温度有关,可从有关手册的图表上 查取.几种常用气体在常温常压下的 X 值见表 l—8。至今还有许多气体或蒸汽的等熵指数 尚没有数据发表,在此情况下可暂时用比热比代替。混合气体的等熵指数不服从叠加规律, 但其定压比热和定容比热服从叠加规律, 可按叠加法则求得, 然后再求出混合气体的比热比. 五、可压缩流体的压缩系数 任何流体都可压缩,这是流体的基本属性。但在工程上液体一般可忽略其体积的微小变化, ① 视为不可压缩 。对于气体,通常作为可压缩流体来处理。在流量测量中,气体流经测量元 件的时间很短,来不及与外界进行热交换,且可不考虑摩擦生热,所以这时发生的气体状态 变化过程可近似地视为可逆绝热过程或等熵过程。 因此, 可用绝热过程状态方程来计算不同 状态下的比容(V)或密度( ).但由于 PVX=常数这一绝热方程的形式用来换算不同状态下

的比容或密度很不方便,在工程上仍用 加一个实际气体偏离理

=mR(常数)这个理想气体状态方程式,只是再

想气体的校正系数,这称为压缩系数(K0).此时,气体状态变化的基本关系式为

因为 V=

(m――气体的质量;

――气体的密度) ,所以



式中 P、T、V、

——分别表示被测气体的绝对压力(Pa),绝对温度(K),在 P、T 状态下

的容积(m3)和密度(kg/m3);

P0、T0、V0、

0——分别表示被测气体在已知状态时的参数,一般情况下取

P0=1.0× 0 l.

325× 5 Pa,T0=273.15K。 l0 由式(1—13),压缩系数 K0 的物理意义就很明确,即根据理想气体状态方程求得的气体容积 和实际气体间在各种压力、 温度下有不同程度的偏离。 压缩系数就是衡量这种偏差程度的尺 度。不同的气体,压缩系数也不同。各种气体的压缩系数可由有关工程手册所载曲线查取, 至于混合气体的压缩系数,可按下式确定:

式中 X1,X2,…Xn——混合气体各组成部分所占容积的百分比; K01,K02,…,K0n——混合气体各组成部分的压缩系数。 K0 值确定后,即可代入式(1—12),根据某一已知状态下的密度 度 .只有求出实际工作状态下的密度 。值求出任一状态下的密

,才能正确地求得该流体的流量.

————————————————————— ①压力较高及测量准确度要求较高时,需考虑液体的可压缩性。 六、马蒲数(流速比)

流体的流动速度(V)和声音在该流体内传播的速度(c)之比,称为马赫数(M),M=

.在

气体动力学中,它是划分气体流动类型的一个标准,又是判断气体压缩性的一个尺度。 在气(汽)体中, 压力以声速相对于气体传播. 当气(汽)体以流速 V 流动时, 在顺流情况下, 压力向下游传播的速度是 c+V;在逆流情况下,压力向上游传播的速度是 c-V,因此, 当 V>c 时,下游压力的改变不会向上游传播。音速喷嘴就是利用这一原理达到恒定酌临界 流量的。当马赫数 M>l 时,称为超音速流动;M<1 时,称为亚音速流动.在超音速和亚 音速流功情况下,气(汽)体表观的特性有本质的区别。 流体的压缩性是指机体在流场中相对密度的变化。 实验证明, 随着气(汽)体流速增加, 气(汽) 流中的压力梯度也增加,则流体的密度就不能视为常数。因此,马赫数就可用作衡量气体压 缩性的标准。 流体在流场中相对密度的变化( / 。 )和马赫数是什么关系?工程上常遇

到的等熵过程(例如气体在喷嘴或叶片中的流动)的表达式为

式中 X——等熵指数; M——马赫数;

——气体在流动状态下的密度;

0——气体在滞止状态(流速等于零)下的密度。 由式(1—15)可知,气体在流场中密度的变化是马赫数的函数,并和气体的性质有关.对 于同一气体,马赫数越大,密度变化也就越大。例如,工业上常用的过热蒸汽的 和 M 的关系如表 1—7 所示。 由表 1—7 可知,随着马赫数的增加,也即随着流速的增加,气体的密度将减小。 / 0

在工业测量中,若马赫数不大,则可利用式(I—15)计算得 内



0,若在允许的误差范围

的变化可忽略,则可根据具体情况把可压缩流体视为不可压缩流体处理。

音(声)速和介质的性质以及所处的状态有关,在工程上,声速可用下式表示:

式中 X——介质的等熵指数; R——气体常执,N· m/kg· K; T——工作状态下介质的绝对温度,K。 在不同的气体中音速各不相同。 0℃的空气中音速为 332m/s; 在 在二氧化碳气体中, 262m 为

/s;在同一气体中,音速随温度的升高而增加。应根据介质的性质以及工作状态下的温度 由式(1—16)计算声速。常见气体的物理性质见表 1—8 所列。

七、雷诺数 测量管内流体流量时,往往必须了解其流动状态、流速分布等。雷诺数就是表征流体流动特 性的一个重要参数. 流体流动时的惯性力 Fs 和粘性力(内摩擦力)Fm 之比称为雷诺数。用符号 Re 表示。Re 是一 个无因次量。

式(1—17)中的动力粘度

用运功粘度 V 来代替,因



,则

式中 V——流体的平均速度;

——流束的定型尺寸;

V、

——在工作状态下流体的运动粘度和动力粘度;

——被测流体密度。 由式(1—18)可知,雷诺数 Re 的大小取决于三个参数,即流体的速度、流束的定型尺寸以 及工作状态下的粘度。 用圆管传输流体,计算雷诺数时,定型尺寸一般取管道直径(D),则

用方形管传输流体,管道定型尺寸取当量直径(Dd)。当量直径等于水力半径的四倍。对于任 意截面形状的管道,其水力半径等于管道截面积与周长之比.所以长和宽分别为 A 和 B 的

矩形管道, 其当量直径 对于任意截面形状管道的 当量直径,都可按截面积的四倍和截面周长之比计算。因此,雷诺数的计算公式为

雷诺数小, 意味着流体流动时各质点问的粘性力占主要地位, 流体各质点平行于管路内壁有 规则地流动, 呈层流流动状态。 雷诺数大, 意味着惯性力占主要地位, 流体呈紊流流动状态, 一般管道雷诺数 ReD<2000 为层流状态,ReD>4000 为紊流状态,ReD=2000――4000 为 过渡状态。在不同的流动状态下,流体的运动规律.流速的分布等都是不同的,因而管道内 流体的平均流速 ;与最大流速 Vmax 的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性 /Vmax 的关系。

流体的流动特性。图 1—l 表示光滑管道的雷诺数 ReD 与

试验表明,外部条件几何相似时(几何相似的管子,流体绕过几何相似的物体等),若它们的 雷诺数相等,则流体流动状态也是几何相似的(流体动力学相似)。这一相似规律正是流量测 量节流装置标准化的基础。可见,雷诺数确切地反映了流体的流动特性,是流量测量中常用 的参数. 雷诺数的流量表达式为

M——被测介质的质量流量,kg/h; Q――被测介质的容积流量,m3/h; D——管道内径,mm;

——工作状态下被测介质的动力粘度,Pa· s; v——工作状态下被测介质的运动粘度,m2/s。 式(1—21)、 (1—22)中的常数值,依式中各参数的单位不同而异。当采用非式中指定的 单位时,常数值应作相应的修正。 在使用雷诺数时, 应注意其对应的定型尺寸。 一般在给出的雷诺数 Re 的右下角注以角码, 表明对应的定型尺寸。在节流装置的标准中,对管道直径 D 而言的雷诺数记作 ReD,而对 节流元件孔径 d 而言的雷诺数记作 Red,两者的关系式为 ReD= Red,式中 为节流元

件的直径比,即



.使用时应注意.


相关文章:
各种粘度含义
我只知道 1mPa*s=1cp=0.01p 厘斯(cst)是运动粘度的最小单位,厘泊(cP)是动力粘度的最小单位, 运动粘度是液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度,其值为相同...
粘度单位换算
粘度单位换算_其它_高等教育_教育专区。cankao 粘度单位换算 常用粘度单位换算;: 1 厘泊(1cP)=1 毫帕斯卡 .秒 (1mPa.s) 100 厘泊(100cP)=1 泊 (1P) ...
粘度换算
运动粘度: m2/s 斯 mm2/s 厘斯 运动粘度:1cst=1mm2/s 动力粘度: 厘米*秒 动力粘度:1 克/厘米 秒=1 泊 厘米 1pa=1N/M2=1kg*m/s2*m2 国际单位制(...
粘度
杭州师范大学学生实验报告实验名称 粘度法测定水溶性聚合物的平均分子量姓名: 王丹 同组者姓名:陆亚红 日期: 2012 年 5 月 1 日 一、实验目的 1.掌握使用粘度...
粘度单位换算
粘度单位换算_专业资料。液体在流动时,在其分子间产生内摩擦的性质,称为液体的黏性,粘性的大小用黏度表示,粘度又分为动力黏度与运动黏度度。 粘度基础知识:粘度分...
水的粘度0-40℃
水的粘度0-40℃_能源/化工_工程科技_专业资料 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档水的粘度0-40℃_能源/化工_工程科技_专业资料。水的粘度(0~40℃) 温度...
润滑油粘度表示方法
(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 条件粘度: 条件粘度 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...
粘度定义与换算
粘度概述 粘度简介 粘度定义 粘度测定 其他概念 粘度单位换算表 概述 粘度简介 粘度定义 粘度测定 其他概念 粘度单位换算表 概述液体在流动时,在其分子间产生内摩擦...
常见介质的近似粘度参考表
常见介质的近似粘度参考表_能源/化工_工程科技_专业资料。蠕动泵管选择与介质粘度 常见介质的近似粘度参考表粘度,指物质的流动性 ( 或不流动性 )。任何流体都有...
粘度
粘度_材料科学_工程科技_专业资料。粘度液体在流动时,在其分子间产生内摩擦的性质,称为液体的黏性,粘性的大小用黏度表 示,是用来表征液体性质相关的阻力因子。粘度...
更多相关标签:
粘度单位 | 运动粘度 | 水的粘度 | 粘度测试方法 | 粘度测量 | 快速粘度计 | 黏度 | 动力粘度 |