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动力粘度η单位Pa•S的物理含义

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1#
发表于 2021-7-11 13:03:17 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
动力粘度η定义:两不同平面但平行的流体,拥有相同的面积”A”,相隔距离”dx”,且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动,牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的速度梯度,即:τ= ηdv/dx=ηD(牛顿公式).2 _7 ^; O) Y/ `7 D
动力粘度η单位1的定义为:其数值上等于面积为1㎡相距1dx的两平板,以1m/s的速度作相对运动时作用于1个平板上的力为1N.η单位为N•s/㎡(牛顿秒每米方),即Pa•s(帕秒)。
  V: a6 j. l* U5 iη称为动力粘度,就是定义中有力(N)吧。两平板间填满动力粘度为η的流体,用力F(N)拖动一平板,产生速度差dv(m/s),两平板相距dx(m).可以直观地理解力F和粘度η、速度差dv、面积A(㎡)成正比;和两平板间距离dx成反比。写出等式 η*dv(m/s)*A(㎡)/dx(m)=F(N),即η=F(N)/A(㎡)/(dv(m/s)/dx(m))=τ(Pa)/D(1/S)=τ/D  (Pa•s).- Y. S' Q9 b! R( ]
Pa是剪切应力这个比较好理解,同样的速度梯度剪切应力越大,粘度越大。要理解这里s的含义,可在速度和距离构成的直角三角形中看到D的单位为(1/s),s的数值越大,对应的夹角越小,也就是粘度越大。
6 c$ Z) S4 y" n6 B8 a# ^7 [: o. ]

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参与人数 1威望 +1 收起 理由
renpp0167 + 1 问题描述清楚,显得很专业!

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2#
发表于 2021-7-11 23:47:27 | 只看该作者
运动粘度和动力粘度总混淆不清,看见粘度两字就头疼。

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运动粘度和动力粘度总混淆不清,看见粘度两字就头疼,同感的人不少。  发表于 2021-7-12 07:40
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3#
 楼主| 发表于 2021-7-12 08:11:08 | 只看该作者
晓昀 发表于 2021-7-11 23:472 D; I, O! c7 C% }, }& w
运动粘度和动力粘度总混淆不清,看见粘度两字就头疼。

! L+ A. }" Z" M% @# l了解了动力粘度的定义,有助于分清动力粘度和运动粘度。动力粘度定义中用速度梯度强调了“动”,用应力强调了“力”,这是液压的两个基本参数。应力/速度梯度得到动力粘度Pa•S。1 _# R( Z. a; i: \$ Z' M8 U
在应用中经常用到动力粘度/密度,单位是m^2/S。单位中没有力,只有在运动学中研究的长度和时间,就起了个运动粘度的名称吧。
2 p; l! L, c, [  G1 [6 g& d' w) R2 CPa•S/(KG/m^3)=N•Sm/KG=KG•mSm/S^2/KG=m^2/S.& r- u5 \; f! ?& t4 V/ P
了解了两个粘度之间的关系,有利于帮助区分。
5 G; }+ T( z, y1 F+ j
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4#
 楼主| 发表于 2021-7-12 08:27:52 | 只看该作者
液压中还有一个有趣的事情,1842年poiseuille发表了一个实验结果“管中的流量与压力降成正比,与管径的四次方成正比,与管的长度成反比”。后来被称为poiseuille定律。/ p; G: [9 f9 Y2 T* O2 n& e
poiseuille是一名医生,10年后才有人从理论上证明了他的结论。poiseuille被翻译成:泊塞勒;泊肃叶的都有。
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5#
 楼主| 发表于 2021-7-13 20:52:37 | 只看该作者
各位大侠,如何理解“动力粘度的单位Pa·S表征液体粘性的内摩擦系数”,而“运动粘度的单位m^2/S没有明确的物理意义”?

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是的元帅,“动力粘度的单位Pa·S表征液体粘性的内摩擦系数”,而“运动粘度的单位m^2/S没有明确的物理意义”是一个普遍的说法。但从直观上想除以个密度只是个数值上的变换,怎么会失去物理意义呢?  发表于 2021-7-14 06:09
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6#
发表于 2021-7-13 22:42:23 | 只看该作者
学习了,比较基础的理论公式了!

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是的元帅,“动力粘度的单位Pa·S表征液体粘性的内摩擦系数”,而“运动粘度的单位m^2/S没有明确的物理意义”是一个普遍的说法。但从直观上想除以个密度只是个数值上的变换,怎么会失去物理意义呢?  发表于 2021-7-14 06:10
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7#
 楼主| 发表于 2021-7-22 06:19:49 | 只看该作者
昨天要估算一段细钢管的压力损失,按机械手册表21-1-18公式计算。提了两个问题1.ISO VG150 运动粘度单位是不是m^2/s?直观上一般用米秒单位,这里用的mm^2/s,算是一个特例吧。2.表中压力损失没给出单位,需要自己推算出单位,就是大侠说的比较基础的东西了。但对新手来说还是有些紧张。
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8#
 楼主| 发表于 2022-11-4 10:15:52 | 只看该作者
GBT10247-2008《粘度测量方法》

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9#
 楼主| 发表于 2022-11-7 11:53:59 | 只看该作者
本帖最后由 642093071 于 2022-11-7 12:45 编辑
8 \7 N) s' T- z* M9 a( w8 o
3 m9 e* y( z5 O  R0 oτ= ηdv/dx=ηD(牛顿公式),GBT10247中的动力粘度测量用的是旋转法。在圆筒旋转法中,速度梯度和应变速率不相同。τ= ηdv/dx=ηds/dt/dx=ηds/dx/dt=ηγ'
: H# Y: d6 c2 v% |1 S( g
1 [- b5 p/ Q! n% F" h
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10#
发表于 2023-10-28 15:27:38 | 只看该作者
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