粘度是流體的一種重要特性,它描述了液(yè)體的流動阻力並與流體內的內(nèi)摩擦力有關(guān)。剪切流動常(cháng)見(jiàn)的流動方式,在這種流動中,分層的流體因(yīn)受到(dào)剪(jiǎn)切力的作用而相互發生運動(dòng)。此外力為剪(jiǎn)切力形式,其(qí)定義為作(zuò)用(yòng)在單位流體麵積上的(de)力;該外力導致在(zài)樣品厚度方向(xiàng)上形成一個速度梯度,也就是所謂的切變速率。與此流(liú)程有關的切變粘度或動態粘度以剪切應力(lì)與切(qiē)變速率之間的比值表示。
對於大多數產品來說,都需要粘度在(zài)低切變速率下(xià)保持較高水(shuǐ)平,以防止沉澱或坍落;但(dàn)要在高(gāo)切變速(sù)率時變稀,以方便塗裝或加工。因此,單次粘度測量不能充分地描述此類材料的粘度,應在一係列的切變速率或應力下材料的粘度,或者(zhě)至少要在與所(suǒ)關注的流程或應用場合相關的切變速率下測量材料的粘度。非牛頓流體還(hái)可能表現出其他現象,例如屈服應(yīng)力、觸變性和粘彈性等,這些現象都會對材料的特性和產品性能產生重要影響。
粘度就是液體的(de)內摩擦。潤滑油受到外力作用而發生相對移動(dòng)時,油分子產生的阻力使潤滑油無法進行順利流(liú)動,其阻力的大小稱為粘度。它是潤滑油流動性能的主(zhǔ)要(yào)技術指標(biāo)。絕大多數的潤滑油是根(gēn)據其粘度大小來分牌號,因此,粘度是各種機械設備選油的(de)主要依據。
粘度的表示方法
(1)相對粘度(ηr):ηr=η/ηo
η——溶液粘(zhān)度;
ηo——純溶劑粘度;
ηr——相對粘度,溶(róng)液(yè)粘度相當於純溶(róng)劑粘度的倍數,是(shì)一個無因次量。
(2)增比粘度(dù)(ηsp):ηsp=(η-ηo)/ηo=ηr-1
表示溶液的粘度比純(chún)溶劑的粘度增加的分數(shù),也一個無因次量。
(3)比濃粘度(ηsp/c):
濃度為c的情況下,單位濃(nóng)度的增加對溶液增比粘度的貢獻。其數值隨溶液濃度(dù)c的表示方法而異(yì),也隨濃度大小而(ér)變更(gèng),其單位為濃度單位的倒數。
(4)比濃對數粘度(lnηr/c):
濃度為c的情況下,單位濃度(dù)的增加(jiā)對溶液相對粘度(dù)自然對數的貢獻。其值也是濃度的函數,單位與比(bǐ)濃粘度相同(tóng)。
(5)特性粘度([η])
表示高分子(zǐ)濃度趨近於零時、單(dān)位濃度增加(jiā)對溶液(yè)增(zēng)比粘度或相對粘度對數的貢獻,其數值(zhí)不隨溶液濃度c的(de)大小而變化。[η]的單位是濃度單位的倒數,即dL/g或mL/g。
粘度的度量方法(fǎ)分為粘度和相對粘度兩大類。粘度分為動力粘度和運動粘度兩種;相對粘度有恩氏粘度、賽(sài)氏粘度和雷氏粘度等幾種表(biǎo)示方法。
1、動力粘(zhān)度η在流體中(zhōng)取兩麵積各為(wéi)1m2,相距1m,相對移動速度為1m/s時所產生的阻力稱(chēng)為動(dòng)力粘度。單位Pa.s(帕.秒)。過去使用的動力粘度(dù)單位為泊或厘泊,泊(bó)(Poise)或厘泊為非法定計量單位(wèi)。
1Pa.s=1N.s/m2=10P泊(bó)=10的(de)3次方cp=1Kcps
ASTMD445標準中規定用運動粘度來計算動力粘度,即η=ρ.υ式(shì)中η-動力粘(zhān)度,Pa.s期目標製(zhì)ρ-密度,kg/m3υ-運(yùn)動粘度,m2/s我國國家(jiā)標準GB/T506-82為潤滑油低溫動力粘度測定法。該法(fǎ)使用於測定(dìng)潤滑油和深(shēn)色(sè)石油產品的低(dī)溫(0~-60℃)動力粘度。在嚴格控製溫度和不同壓力條件下,測定一定體積的試樣在已標定常數的毛細管(guǎn)粘度計(jì)內(nèi)流過所需(xū)的時間,秒。由試樣在毛細管流過的時間與毛細管標定常數和平(píng)均壓力的(de)乘積,計算動力粘度,單(dān)位為Pa.s。該方法重複測定兩個結果的差數不應超過其算術平均(jun1)值的±5%。
2、運(yùn)動粘度υ流體的動力粘度η與同溫(wēn)度(dù)下該流體的密度ρ的比值稱(chēng)為運動粘度(dù)。它是這種(zhǒng)流體在重力作用下(xià)流動阻力的度量。在單位(wèi)製(SI)中,運動粘(zhān)度(dù)的單位是m2/s。過去通常使用厘斯(cSt)作運動粘(zhān)度的(de)單位,它(tā)等於10-6m2/s,(即1cSt=1mm2/s。
運動粘度通(tōng)常用毛(máo)細管粘度(dù)計測定。在嚴格的溫度和可(kě)再現的驅動壓頭下,測定一定體積的液(yè)體在(zài)重力作用下流過標定好的毛細管粘度計的時間(jiān),為(wéi)了測準運動粘度,首先必須控製好被測流體的溫度,測溫精度要求達到0.01℃;其次必須選擇恰當的毛細管的尺寸,保(bǎo)證流出時間不能太長也不能太短,即粘稠液體(tǐ)用稍粗些的毛細管,較稀的液體用稍細的毛細管,流動時間應不小於200秒;須定期標定粘(zhān)度(dù)管常數;而且安裝粘度管時必須保持垂直。運(yùn)動粘度國家標準為GB/T256-88,相當於ASTMD445-96/IP71/75。
3、恩氏粘度0E我國的國家標準為石油產(chǎn)品(pǐn)恩氏粘度測(cè)定法GB/T266-88。這是一種過去(qù)常用的相對粘度,其定義是在規定溫度下(xià),200ml液體流經恩氏粘度計(jì)所需時間(s),與同(tóng)體(tǐ)積的蒸(zhēng)餾水(shuǐ)在20℃事流經恩氏粘度計所需時間(s)之比稱為恩(ēn)氏粘(zhān)度。
4、雷氏粘度(Redwood)此粘度主要在英國和日本沿用。其定義是以50ml試油在規定溫(wēn)度(dù)60℃或98.9℃下流(liú)過雷氏粘度計所需時間,單位為秒。
5、賽(sài)氏通用粘度(SayboltUniversalViscosity)美(měi)國多習慣用這種粘度(dù)單位,其定義(yì)是在某規定溫度下從賽氏粘度計流出60ml液體所需時間,單位為秒。美國標準方法為ASTMD88
6、幾種粘度的換算1)恩氏粘度與運動(dòng)粘度的換算
運動粘度υ(mm2/s)=7.310E-6.31/0E2)雷氏粘度與運動粘度的換算運動粘(zhān)度(dù)υ(mm2/s)=0.26R-172/R當R>225s時,則用υ(mm2/s)=0.26R3)賽氏粘度與運動粘度的換算:υ(mm2/s)=0.225S當S>285s時用上式。