介质粘度的计算公式取决于流体的类型和所使用的粘度单位系统。以下是一些常用的粘度计算公式:
牛顿型流体
动力粘度(μ)的计算公式为:
$$
\mu = \rho \cdot \frac{\tau}{v}
$$
其中,$\rho$ 是流体的密度(单位:kg/m³),$\tau$ 是剪切应力(单位:Pa),$v$ 是速度梯度(单位:m/s)。
绝对粘度(动力粘度)
绝对粘度(η)定义为液体的黏度与密度之比,公式为:
$$
\eta = \frac{\mu}{\rho}
$$
其中,$\mu$ 表示液体的黏度(单位:Pa·s 或 N·s/m²),$\rho$ 表示液体的密度(单位:kg/m³)。
相对粘度
相对粘度(η_r)是将液体的绝对粘度与一种参比液体(通常是水或空气)的绝对粘度之比,公式为:
$$
\eta_r = \frac{\eta}{\eta_0}
$$
其中,$\eta$ 表示液体的绝对粘度,$\eta_0$ 表示参比液体(通常是水或空气)的绝对粘度。
运动粘度
运动粘度(ν)是动力粘度与液体密度之间的乘积,公式为:
$$
\nu = \frac{\mu}{\rho}
$$
单位为 m²/s。
特性粘数(Viscosity Index)
特性粘数(VI)是描述液体粘度随温度变化程度的一个指标,公式为:
$$
VI = \left( \frac{\ln\left(\frac{\eta_{40^\circ C}}{\eta_{100^\circ C}}\right)}{100} \right)
$$
其中,$\eta_{40^\circ C}$ 为40摄氏度时的粘度值,$\eta_{100^\circ C}$ 为100摄氏度时的粘度值。
恩氏粘度(Ehrlich Viscosity)
恩氏粘度用符号°E表示,计算公式为:
$$
\eta_E = \frac{t}{V}
$$
其中,$t$ 是被测液体的温度(单位:°C),$V$ 是恩氏粘度计的容积(单位:mL)。
这些公式涵盖了不同类型的流体和不同的粘度测量方法。了解和掌握这些公式对于流体的流动特性和设备性能的评估具有重要意义。