粘度

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(1)粘度的定义及单位

在外力作用下，液体内某一层面与其相邻层面间发生相对运动时，沿其界面产生内部摩擦阻力，此种性质称为粘性。表示粘性大小(即反映此内摩擦阻力大小程度)的物理量称为粘度。粘度一般可分为下列三种：

A．动力粘度(绝对粘度、粘性动力系数)

动力粘度是各种粘度表示法的基础。在图2．1－1中，根据牛顿粘性定律，单位面积(A)上的粘性力(F／A)，即内摩擦阻力(τ)与垂直于该面上的速度变化率(v／y或dv／dy)成比例，其比例常数μ即动力粘度。

μ的表示单位，法定计量单位为帕秒(Pa·s)。

B．运动粘度(粘性运动系数)

运动粘度是液体在同一温度下的动力粘度与该液体密度的比值(v)。其法定计量单位为m²／s，常用mm²／s。

C．条件粘度(相对粘度)

条件粘度是用各种粘度计所测得的粘度，以条件单位表示。测定的方法和表示粘度的单位很多，因此，条件粘度的种类也很多，例如恩氏、赛氏、雷氏等粘度。

我国主要采用运动粘度，最近国际标准化组织ISO规定统一采用运动粘度。其它一些主要国家采用的粘度单位及与运动粘度换算的公式，见表2．2－1。

表2．2－1 各个国家采用的粘度单位及其换算近似公式

(2)粘度—温度特性

各种液体的粘度随著温度升高而降低。每种液体有自身的粘度随温度变化的特性，即粘—温特性。使用时，要求液体的粘度随温度变化愈小愈好。粘温特性通常用粘度指数表示。

液压油的粘度指数(VI)，表明试油的粘度随温度变化的程度与标准油的粘度变化程度比值的相对值。粘度指数高，即表示粘一温曲线平缓，粘温特性好。一般液压油的粘度指数值要求在90以上，优异的在100以上。

在国标GB／T1995－88石油产品粘度指数计算法(与ISO2909－1981相当)中规定粘度指数计算公式如下：

粘度指数VI=0～＜100时

粘度指数VI≥100时

式中 U——试样40℃运动粘度(mm²／s)；

Y——试样100℃运动粘度(mm²／s)；

H——与试样100℃运动粘度相同，粘度指数为100的石油产品在40℃时的运动粘度(mm²／s)；

L——与试样100℃运动粘度相同，粘度指数为0的石油产品在40℃时的运动粘度(mm²／s)。

在计算时，H，L的数值在国标GB／T1995－88中有数表可查用。但在实际工作中，只要知道液压油在40℃和100℃时的运动粘度(mm²／s)后，其粘度指数(VI)值，即可在《GB／T2541－81(88)石油产品粘度指数算表》中直接查到，不用计算。

(3)粘度—压力特性

液体的动力粘度μ与压力p(MPa)的关系可用下列近似公式表示

μ=μ0e^kp(Pa·s) (2．2－4)

式中 μ0——大气压力下液体的动力粘度(Pa·s)；

k——液体不同系数各异，石油型液压油

k=0．015～0．035／MPa。

压力对粘度的影响在低压时不明显，当压力大于50MPa时，其影响趋于显著。压力升高到70MPa以上时，液体的粘度将比常压下增加4～10倍。