[科普中国]-黏度

黏度也可以成为粘度，是指流体对流动所表现的阻力。当流体 (气体或液体) 流动时， 一部分在另一部分上面流动时， 就受到阻力， 这是流体的内摩擦力。要使流体流动就需在流体流动方向上加一切线力以对抗阻力作用。

黏度系数(简称黏度)η的物理意义是： 在相距单位距离的两液层中， 使单位面积液层维持单位速度差所需的切线力。其单位在厘米·克·秒(c·g·s)制中为泊(g·cm-1·s-1)，在SI制中为帕斯卡·秒(Pa·s或kg·m-1·s-1)，1泊=0.1帕·秒。1

基本概念黏度又称黏滞系数，是量度流体黏滞性大小的物理量。流体中相距dx的两平行液层，由于内摩擦，使垂直于流动方向的液层间存在速度梯度dv/dx，当速度梯度为1个单位，相邻流层接触面S上所产生的黏滞力F(亦称内摩擦力)即黏度，以η表示：η= ，单位：Pa·s。其大小与物质的组成有关，质点间相互作用力愈大，黏度愈大。组成不变时，固体和液体的黏度随温度的上升而降低(气体与此相反)，其关系可粗略地用式：η=η0Exp(E/KT)表示，式中η0为常数，E为激活能，K为波尔兹曼常数，T为绝对温度。

对玻璃来说，同一黏度值其化学组成不同对应的温度值也不同，但它所处的状态及物理性能基本相同，为此通常以黏度数据来表征玻璃的某些特征点，如应变点、转变温度、软化点、流动温度等，对应的黏度值分别为10，10，4.5×10，10Pa·s，是玻璃工艺中的重要参数。2

主要参数在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力τ(N/m²)，相应的切变速率(D) D=dv /dx。切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数

牛顿以图1的模式来定义流体的黏度。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相对速度或速度梯度，即：

τ= ηdv/dx =ηD（牛顿公式） 其中η与材料性质有关，我们称为“黏度”。

黏滞力：是流体受到剪应力变形或拉伸应力时所产生的阻力。在日常生活方面，黏滞像是“黏稠度”或“流体内的摩擦力”。因此，水是“稀薄”的，具有较低的黏滞力，而蜂蜜是“浓稠”的，具有较高的黏滞力。简单地说，黏滞力越低（黏滞系数低）的流体，流动性越佳。黏滞力是黏性液体内部的一种流动阻力，并可能被认为是流体自身的摩擦。黏滞力主要来自分子间相互的吸引力。例如，高黏度酸性熔岩产生的火山通常为高而陡峭的锥状火山，因为其熔岩浓稠，在其冷却之前无法流至远距离因而不断向上累加；而黏滞力低的镁铁质熔岩将建立一个大规模、浅倾的斜盾状火山。所有真正的流体（除超流体）有一定的抗压力，因此有黏性。

牛顿流体：符合牛顿公式的流体。 黏度只与温度有关，与切变速率无关， τ与D为正比关系。

非牛顿流体：不符合牛顿公式 τ/D=f（D），以ηa表示一定（τ/D）下的黏度，称表观黏度。

理想流体：没有阻力对抗剪应力的流体被称为理想流体或无黏流体。3

测定方法通常情况下黏度测定有：动力黏度、运动黏度和条件黏度三种测定方法。

动力黏度ηt是二液体层相距1厘米，其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力，单位为克/厘米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般：工业上动力黏度单位用泊来表示。

运动黏度在温度t℃时，运动黏度用符号γ表示，在国际单位制中，运动黏度单位为斯，即每秒平方米(m²/s)，实际测定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即 1cst=1mm²/s)。运动黏度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的黏度，运动黏度的测定采用逆流法

条件黏度指采用不同的特定黏度计所测得的以条件单位表示的黏度，各国通常用的条件黏度有以下三种：

①恩氏黏度又叫思格勒(Engler)黏度。是一定量的试样，在规定温度(如：50℃、80℃、100℃)下，从恩氏黏度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度tº时，恩氏黏度用符号Et表示，恩氏黏度的单位为条件度。

②赛氏黏度，即赛波特(sagbolt)黏度。是一定量的试样，在规定温度(如100ºF、F210ºF或122ºF等)下从赛氏黏度计流出200毫升所需的秒数，以“秒”单位。赛氏黏度又分为赛氏通用黏度和赛氏重油黏度(或赛氏弗罗(Furol)黏度)两种。

③雷氏黏度即雷德乌德(Redwood)黏度。是一定量的试样，在规定温度下，从雷氏度计流出50毫升所需的秒数，以“秒”为单位。雷氏黏度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。

上述三种条件黏度测定法，在欧美各国常用，我国除采用恩氏黏度计测定深色润滑油及残渣油外，其余两种黏度计很少使用。三种条件黏度表示方法和单位各不相同，但它们之间的关系可通过图表进行换算。同时恩氏黏度与运动黏度也可换算。4

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所