Динамическая и кинематическая вязкость воды

Справочные данные о динамической и кинематической вязкости воды для гидромеханических расчётов.

waterdynamickinematicviscosityТаблица данных

Обзор

Вязкость воды является критическим свойством жидкости для подбора диаметров труб, выбора насосов, проектирования теплообменников и расчёта числа Рейнольдса. И динамическая вязкость ( $\mu$ ), и кинематическая вязкость ( $\nu$ ) сильно уменьшаются с температурой и практически не зависят от давления ниже 100 °C при атмосферных условиях.

Данные ниже относятся к жидкой воде при давлении насыщения. Для практических целей это соответствует значениям при атмосферном давлении при температурах ниже 100 °C.

Основные формулы

Связь между динамической и кинематической вязкостью

$\nu = \frac{\mu}{\rho}$

Кинематическая вязкость равна динамической вязкости, делённой на плотность.

Оценка по Фогелю-Фулчеру-Тамману (VFT)

$\mu(T) = A \cdot \exp\!\left(\frac{B}{T - C}\right)$

Подобранные константы для воды: $A \approx 2.414 \times 10^{-5}$ Па·с, $B \approx 247.8$ К, $C \approx 140$ К. Температура $T$ в кельвинах. Действительно для жидкой воды от примерно 0 °C до 370 °C.

Число Рейнольдса

$Re = \frac{\rho \, v \, D}{\mu}$

Определяет, является ли поток ламинарным ( $Re < 2300$ ), переходным или турбулентным ( $Re > 4000$ ) в трубах.

Переменные

Символ	Описание	Typical Unit
$\mu$	Динамическая (абсолютная) вязкость	Pa·s или cP
$\nu$	Кинематическая вязкость	m²/s или cSt
$\rho$	Плотность	kg/m³
$T$	Температура	K, °C или °F
$v$	Скорость потока	m/s
$D$	Pipe diameter	m
$Re$	Reynolds number	безразмерный

Справочные данные

Вязкость воды в зависимости от температуры (Цельсий)

16 строк

Динамическая и кинематическая вязкость жидкой воды при давлении насыщения (СИ)
Температура (°C)	Давление насыщения (MPa)	Динамическая вязкость (cP (mPa·s))	Кинематическая вязкость (mm²/s (cSt))
0	0.000612	1.7914	1.7918
10	0.0012	1.306	1.3065
20	0.0023	1.0016	1.0035
25	0.0032	0.89	0.8927
30	0.0042	0.7972	0.8007
40	0.0074	0.6527	0.6579
50	0.0124	0.5465	0.5531
60	0.0199	0.466	0.474
70	0.0312	0.4035	0.4127
80	0.0474	0.354	0.3643
90	0.0702	0.3142	0.3255
100	0.101	0.2816	0.2938
110	0.143	0.2546	0.2677
120	0.199	0.232	0.246
140	0.362	0.1966	0.2123
160	0.618	0.1704	0.1878

Источник: engineeringtoolbox.com

Вязкость воды в зависимости от температуры (Фаренгейт)

14 строк

Динамическая и кинематическая вязкость жидкой воды при давлении насыщения (имперская система)
Температура (°F)	Давление насыщения (psi)	Динамическая вязкость (lbf·s/ft² ×10⁻⁵)	Динамическая вязкость (cP (mPa·s))	Кинематическая вязкость (ft²/s ×10⁻⁵)
32	0.0951	3.7414	1.7914	1.9287
39	0.118	3.2801	1.5705	1.6906
50	0.1781	2.7276	1.306	1.4063
60	0.2563	2.3405	1.1206	1.2075
70	0.3634	2.0337	0.9737	1.0503
80	0.5076	1.7888	0.8565	0.925
90	0.6992	1.5896	0.7611	0.8234
100	0.9506	1.4243	0.682	0.7392
110	1.277	1.2847	0.6151	0.6682
120	1.695	1.1652	0.5579	0.6075
130	2.226	1.062	0.5085	0.5551
140	2.893	0.9733	0.466	0.5102
150	3.723	0.895	0.4285	0.4706
160	4.747	0.8279	0.3964	0.4367

Источник: engineeringtoolbox.com

Интерактивные графики

Вязкость воды в зависимости от температуры при давлении насыщения (0–360 °C)

Вязкость воды в зависимости от температуры при давлении насыщения (32–675 °F)

Относительная вязкость воды в зависимости от давления и температуры

Онлайн-калькулятор вязкости воды

Динамическая и кинематическая вязкость воды

Температура воды(°C)

Плотность воды(kg/m3)

Калькулятор числа Рейнольдса

Используйте этот калькулятор для оценки числа Рейнольдса для воды, текущей в трубе при заданной температуре. Динамическая вязкость интерполируется из исходной таблицы.

Число Рейнольдса для потока в трубе

Температура(°C)

Плотность воды(kg/m3)

Скорость потока(m/s)

Диаметр трубы(m)

Преобразование единиц

Динамическая вязкость

From	To Pa·s	To cP	To lb/(ft·s)
1 Pa·s	1	1 000	0.6722
1 cP	0.001	1	6.722 × 10⁻⁴
1 lb/(ft·s)	1.4882	1 488.2	1
1 lb/(ft·h)	4.134 × 10⁻⁴	0.4134	2.778 × 10⁻⁴
1 P (poise)	0.1	100	0.06722

Кинематическая вязкость

From	To m²/s	To cSt	To ft²/s
1 m²/s	1	1 × 10⁶	10.7639
1 cSt	1 × 10⁻⁶	1	1.0764 × 10⁻⁵
1 St (stoke)	1 × 10⁻⁴	100	1.0764 × 10⁻³
1 ft²/s	0.09290	92 903	1

Восстановленные исходные таблицы

Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы для сохранения полных справочных данных.

Вода - Динамическая (Абсолютная) и Кинематическая вязкость в зависимости от температуры и давления

26 строк

Water - Dynamic (Absolute) and Kinematic Viscosity vs. Temperature and Pressure
°C (°C)	MPa (MPa)	Pa s), (N s/m2 (Pa s), (N s/m2)	cP), (mPa s (cP), (mPa s)	lbf s/ft2 ×10-5 (lbf s/ft2 ×10-5)	m2/s ×10-6), (cSt) (m2/s ×10-6), (cSt))
0.01	0.000612	0.0017914	1.7914	3.7414	1.7918
10	0.0012	0.001306	1.306	2.7276	1.3065
20	0.0023	0.0010016	1.0016	2.0919	1.0035
25	0.0032	0.00089	0.89004	1.8589	0.8927
30	0.0042	0.0007972	0.79722	1.665	0.8007
40	0.0074	0.0006527	0.65272	1.3632	0.6579
50	0.0124	0.0005465	0.5465	1.1414	0.5531
60	0.0199	0.000466	0.46602	0.9733	0.474
70	0.0312	0.0004035	0.40353	0.8428	0.4127
80	0.0474	0.000354	0.35404	0.7394	0.3643
90	0.0702	0.0003142	0.31417	0.6562	0.3255
100	0.101	0.0002816	0.28158	0.5881	0.2938
110	0.143	0.0002546	0.25461	0.5318	0.2677
120	0.199	0.000232	0.23203	0.4846	0.246
140	0.362	0.0001966	0.19664	0.4107	0.2123
160	0.618	0.0001704	0.17043	0.3559	0.1878
180	1	0.0001504	0.15038	0.3141	0.1695
200	1.55	0.0001346	0.13458	0.2811	0.1556
220	2.32	0.0001218	0.12177	0.2543	0.1449
240	3.35	0.0001111	0.11106	0.232	0.1365
260	4.69	0.0001018	0.10181	0.2126	0.1299
280	6.42	0.0000936	0.09355	0.1954	0.1247
300	8.59	0.0000859	0.08586	0.1793	0.1206
320	11.3	0.0000783	0.07831	0.1636	0.1174
340	14.6	0.0000703	0.07033	0.1469	0.1152
360	18.7	0.0000603	0.06031	0.126	0.1143

Источник: engineeringtoolbox.com

Вода - Динамическая (Абсолютная) и Кинематическая вязкость в зависимости от температуры и давления

35 строк

Water - Dynamic (Absolute) and Kinematic Viscosity vs. Temperature and Pressure
°F (°F)	psi (psi)	lbf·с/фт² ×10⁻⁵ (lbf s/ft2 ×10-5)	lbm/(фт·ч) (lbm/(ft h))	сП), (мПа·с (cP), (mPa s)	фт²/с ×10⁻⁵ (ft2/s ×10-5)
32.02	0.0887	3.7414	4.3336	1.7914	1.9287
34	0.0962	3.6047	4.1752	1.7259	1.8579
39.2	0.118	3.2801	3.7992	1.5705	1.6906
40	0.1217	3.234	3.7458	1.5484	1.6668
50	0.1781	2.7276	3.1593	1.306	1.4063
60	0.2563	2.3405	2.7109	1.1206	1.2075
70	0.3634	2.0337	2.3556	0.9737	1.0503
80	0.5076	1.7888	2.0719	0.8565	0.925
90	0.6992	1.5896	1.8411	0.7611	0.8234
100	0.9506	1.4243	1.6497	0.682	0.7392
110	1.277	1.2847	1.488	0.6151	0.6682
120	1.695	1.1652	1.3496	0.5579	0.6075
130	2.226	1.062	1.23	0.5085	0.5551
140	2.893	0.9733	1.1273	0.466	0.5102
150	3.723	0.895	1.0366	0.4285	0.4706
160	4.747	0.8279	0.9589	0.3964	0.4367
170	6	0.7698	0.8916	0.3686	0.4074
180	7.52	0.7192	0.833	0.3444	0.382
190	9.349	0.6745	0.7813	0.323	0.3596
200	11.537	0.63	0.7297	0.3016	0.3371
212	14.71	0.5881	0.6812	0.2816	0.3163
220	17.203	0.5619	0.6508	0.269	0.3032
240	25.001	0.505	0.585	0.2418	0.275
260	35.263	0.4575	0.5299	0.2191	0.2515
280	49.286	0.4176	0.4837	0.2	0.232
300	67.264	0.384	0.4448	0.1839	0.2157
350	134.73	0.3202	0.3708	0.1533	0.1853
400	247.01	0.275	0.3185	0.1317	0.1648
450	422.32	0.2404	0.2785	0.1151	0.1504
500	680.56	0.2126	0.2463	0.1018	0.1398
550	1045	0.1888	0.2187	0.0904	0.1322
600	1542.1	0.1673	0.1937	0.0801	0.127
625	1851.2	0.1562	0.1809	0.0748	0.1252
650	2207.8	0.1438	0.1666	0.0689	0.1239
675	2618.7	0.1292	0.1496	0.0619	0.123

Источник: engineeringtoolbox.com

Исходные изображения

Ниже представлены исходные изображения для сохранения визуального справочного материала. Если изображение содержит диаграмму или табличные данные, извлечённые значения отображаются в таблицах, калькуляторах или интерактивных диаграммах на странице; остальные изображения сохраняются как визуальные справочные источники.

water_viscosity water_temp_pressure_viscosity

Мобильные приложения от The Engineering ToolBox

Исходный источник включает раздел с мобильными приложениями для калькуляторов и справочных инструментов Engineering ToolBox. Расчётное содержимое этого раздела здесь представлено интерактивными калькуляторами вязкости, числа Рейнольдса и преобразования единиц выше.

Инженерные примечания

Диапазон температур: Табулированные данные давления насыщения действительны от 0 °C (32 °F) до 360 °C (675 °F). Примечание к онлайн-калькулятору на исходной странице расширяется до примерно 370 °C (700 °F), но значения в таблице графиков ограничиваются 360 °C / 675 °F.
Влияние давления: Ниже 100 °C давление оказывает пренебрежимо малое влияние на вязкость. Выше ~200 °C следует использовать данные для давления насыщения, а не предположения для атмосферного давления.
Правило для потока в трубе: При 20 °C кинематическая вязкость составляет ~1 сСт. Для трубы диаметром 25 мм при скорости 1 м/с $Re \approx 25{,}000$ — что уже в области турбулентного режима. При 60 °C в тех же условиях $Re \approx 53{,}000$ .
Соотношение вязкостей: Динамическая вязкость при 80 °C составляет примерно половину значения при 10 °C. Температурно-контролируемые процессы должны учитывать это сильное изменение.
Примеси: Растворённые соли, гликоль или другие добавки существенно изменяют вязкость воды. Представленные здесь таблицы относятся только к чистой воде.
Кинематическая и динамическая вязкость: Динамическая вязкость ( $\mu$ ) используется напрямую в уравнениях движения и числе Рейнольдса. Кинематическая вязкость ( $\nu$ ) удобна для потоков, вызванных гравитацией, и задач с открытым руслом.

Источники

Engineering ToolBox — Water — Dynamic and Kinematic Viscosity
Формулировки IAPWS (Международной ассоциации свойств воды и пара) для термофизических свойств воды.

Источник: engineeringtoolbox.com