動態(tài)和運(yùn)動粘度有什么區(qū)別?
在研究任何應(yīng)用的流體流動時,粘度是基本的材料屬性。兩種**常見的粘度類型是動態(tài)和運(yùn)動學(xué)的。這兩個屬性之間的關(guān)系非常簡單。
動態(tài)粘度(也稱為**粘度)是流體內(nèi)部流動阻力的測量值,而運(yùn)動粘度是指動態(tài)粘度與密度的比值。基于以上表達(dá)式,具有相同動態(tài)粘度的兩種流體可具有根據(jù)密度而具有非常不同的運(yùn)動粘度,反之亦然。因此,掌握這兩種材料特性的物理意義并不總是那么容易。
簡而言之,動態(tài)粘度為您提供了使流體以特定速率流動所需的力的信息,而運(yùn)動粘度則表示在施加特定力時流體流動的速度。
流體流動的內(nèi)部阻力(動態(tài)粘度)意味著存在涉及排出流體的力。該力(F)正比于:
1)剪切率(SR)
2)表面積(A)
3)動態(tài)粘度(η)
F = ηA ×SR
在上述表達(dá)式(牛頓粘度定律)中,動態(tài)粘度用作應(yīng)力F / A 與變形率或剪切速率之間的比例常數(shù)。另一種考慮運(yùn)動粘度的方法是認(rèn)識到它具有擴(kuò)散系數(shù)[cm 2 / s]。出于這個原因,運(yùn)動粘度有時被稱為動量擴(kuò)散率,類似于熱量和質(zhì)量擴(kuò)散率。從這個意義上講,動態(tài)粘度是一個更基本的屬性,而運(yùn)動粘度是一個推導(dǎo)的屬性。
歷史上,粘度測量方法選擇運(yùn)動粘度,因?yàn)樗簧婕皽y量力。在大多數(shù)“運(yùn)動學(xué)”粘度計(jì)中,流體流動由重力(g)驅(qū)動。這些方法(毛細(xì)管,漏斗......)只是測量流體流過給定幾何體的時間。更**的粘度計(jì)依靠在給定的剪切速率下測量剪切應(yīng)力。這使復(fù)雜的非牛頓流體的粘度指紋(即粘度與剪切速率)更完整地表征。
這兩個屬性之間的另一個區(qū)別是它們單位的獨(dú)特性。動態(tài)粘度單位在SI單位中是很好的Mpa-s,在CGS中是等效的CP(厘米)。另一方面,**常見的運(yùn)動粘度單位是SI 單位為厘米2 /秒和CGS的厘斯(厘米管),但也取決于行業(yè)或應(yīng)用是否以多個任意單位測量。Saybolt Universal Seconds(SUS)在石油工業(yè)中就是這種情況,60cm3流體通過校準(zhǔn)管在38°C下流動所需的時間被用作粘度的測量值。另一個例子是使用“杯子”來測量給定樣品流過給定幾何形狀的漏斗的時間。這些方法通常用作粘度指數(shù)儀,因?yàn)樗鼈儾荒塬@得可以在不同實(shí)驗(yàn)室之間共享的一致結(jié)果。
那么你應(yīng)該使用哪一個?如果您對分子之間的相互作用感興趣,可以根據(jù)機(jī)械應(yīng)力來解釋,那么動態(tài)粘度更合適。例如,動態(tài)粘度可以確定配方變化對分子相互作用和粘度的影響。相比之下,由于運(yùn)動粘度計(jì)的簡單性,運(yùn)動粘度已成為石油行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。出于這個原因,當(dāng)感興趣的是流體運(yùn)動和速度場時,運(yùn)動粘度更加方便,因?yàn)樗鼣y帶有關(guān)由摩擦引起的運(yùn)動傳播的信息。