动力黏度、绝对黏度和运动黏度

动力黏度、绝对黏度和运动黏度的定义与换算。

dynamicabsolutekinematicviscosity数据表

概述

粘度量化流体对流动的内部阻力。当相邻流体层以不同速度移动时，分子间摩擦产生剪应力。两种相关的度量方式可以描述这种行为：

动力（绝对）粘度（ $\mu$ ）——在保持单位间距的情况下，以单位速度使一个水平面相对另一个水平面移动所需的单位面积切向力。
运动粘度（ $\nu$ ）——动力粘度与流体密度之比，以不含力的单位表示。

这两个量都强烈依赖于温度；没有参考温度，任何粘度值都没有意义。

关键公式

牛顿摩擦定律

对于层流中的牛顿流体，流体层之间的剪应力与速度梯度成正比：

$\tau = \mu \frac{du}{dy}$

其中 $\tau$ 为剪应力（Pa）， $du/dy$ 为垂直于流动方向的速度梯度（1/s）， $\mu$ 为动力粘度（Pa·s）。

重新整理可得动力粘度的定义：

$\mu = \frac{\tau}{du/dy}$

运动粘度

运动粘度通过将动力粘度除以质量密度得到：

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

其他粘度单位

动力粘度通常以 Pa s、N s/m²、泊、厘泊、lbm/(ft s) 或 lbf s/ft² 表示。运动粘度通常以 m²/s、斯托克斯、厘斯托克斯、ft²/s、in²/s 表示，石油产品则使用赛波特通用秒。

牛顿流体

牛顿流体在给定温度和压力下具有恒定的粘度。剪应力与速度梯度成正比。

剪切变稀或假塑性流体

剪切变稀流体的表观粘度随剪切速率增加而降低。

触变流体

触变流体在剪切作用下粘度随时间降低，静置时部分或完全恢复。

胀流性流体

胀流性或剪切增稠流体的表观粘度随剪切速率增加而增大。

宾汉塑性流体

宾汉塑性流体在超过屈服应力之前抵抗流动，之后近似像粘性流体一样流动。

粘度测量

动力粘度通常使用旋转粘度计、落球粘度计和毛细管法测量。运动粘度通常使用校准的毛细管或流出式粘度计（如赛波特仪器）测量。

英制换算

当从厘泊和比重（lb/ft³）转换为 ft²/s 的运动粘度时：

$\nu = 6.7197 \times 10^{-4} \frac{\mu}{\gamma}$

变量

符号	说明	SI 单位
$\mu$	动力（绝对）粘度	Pa·s
$\nu$	运动粘度	m²/s
$\rho$	流体质量密度	kg/m³
$\tau$	剪应力	Pa
$du/dy$	速度梯度	1/s
$\gamma$	比重	lb/ft³

快速计算器

由动力粘度和密度计算运动粘度

动力粘度 (μ)(Pa·s)

密度 (ρ)(kg/m³)

默认值近似 20 °C 的水 — 其他流体请调整输入。

示例 — 空气，运动粘度与绝对粘度换算

此处明确保留了来源中关于空气的示例。对于绝对粘度约为 1.983e-5 Pa s、密度约为 1.205 kg/m3 的空气，运动粘度为：

$\nu = \frac{\mu}{\rho} = \frac{1.983 \times 10^{-5}}{1.205} = 1.65 \times 10^{-5}\ \text{m}^2/\text{s}$

即约为 16.5 cSt，因为 1 m2/s = 1,000,000 cSt。

动力粘度单位转换器

动力粘度(Pa s)

运动粘度单位转换器

运动粘度(m2/s)

单位换算

动力粘度

单位	等值
1 Pa·s	1 N·s/m² = 1 kg/(m·s)
1 Pa·s	0.67197 lbm/(ft·s)
1 Pa·s	0.02089 lbf·s/ft²
1 泊 (P)	0.1 Pa·s = 1 g/(cm·s) = 1 dyne·s/cm²
1 厘泊 (cP)	0.001 Pa·s = 1 mPa·s

参考： 20.2 °C（68.4 °F）的水的动力粘度为 1 cP。

运动粘度

单位	Equivalent
1 斯托克斯 (St)	10⁻⁴ m²/s = 1 cm²/s
1 厘斯托克斯 (cSt)	10⁻⁶ m²/s = 1 mm²/s
1 m²/s	10⁶ cSt

参考： 20 °C 的水的运动粘度约为 1.0 cSt。

常见液体的粘度

7 行

常见液体在室温下的近似绝对粘度
液体	绝对粘度 (Pa·s)
空气	0.00001983
水	0.001
橄榄油	0.1
甘油	1
液态蜂蜜	10
金色糖浆	100
玻璃（室温，近似固体）	1e+40

来源: engineeringtoolbox.com

运动粘度与赛波特秒

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常见流体的运动粘度及对应的赛波特通用秒
运动粘度 (cSt (mm²/s))	(SSU)	典型液体
0.1	—	水银
1	31	水（20 °C）
4.3	40	牛奶；SAE 20 曲轴箱油；SAE 75 齿轮油
15.7	80	4 号燃油
20.6	100	奶油
43.2	200	植物油
110	500	SAE 30 曲轴箱油；SAE 85 齿轮油
220	1000	番茄汁；SAE 50 曲轴箱油；SAE 90 齿轮油
440	2000	SAE 140 齿轮油
1100	5000	甘油（20 °C）；SAE 250 齿轮油
2200	10000	蜂蜜
6250	28000	蛋黄酱
19000	86000	Sour Cream

来源: engineeringtoolbox.com

运动粘度与赛波特通用秒

运动粘度与温度的关系

原始来源包含运动粘度随温度变化的图表。下方交互式图表保留了常见流体和气体的代表性曲线读数，以便以数值方式检查趋势；对于设计关键性的插值，请使用制造商数据。

代表性运动粘度与温度的关系

流体行为类型

并非所有流体都遵循牛顿线性应力-应变率定律。有几类流体描述了非牛顿行为：

类型	行为	示例
牛顿流体	剪应力与剪切速率成正比（ $\tau = \mu \, du/dy$ ）。粘度与施加的应力无关，保持恒定。	水、空气、矿物油
剪切变稀（假塑性）	粘度随剪切速率增加而降低。	油漆、血液、聚合物溶液
触变流体	在恒定剪切速率下粘度随时间降低；静置时部分恢复。	酸奶、钻井泥浆、某些油漆
胀流性（剪切增稠）	粘度随剪切速率增加而增大。	湿沙、玉米淀粉悬浮液
宾汉塑性	在超过屈服应力之前表现为固体，之后以大致恒定的粘度流动。	牙膏、蛋黄酱、污水污泥

还原的原始源表

以下表格还原自原始来源页面，以保留完整的参考数据。

液体 — 绝对粘度

7 行

液体 — 绝对粘度
液体	绝对粘度*) (N·s/m², Pa·s)
空气	1.983×10-5
水	10-3
橄榄油	10-1
甘油	100
液态蜂蜜	101
金色糖浆	102
玻璃	1040

来源: engineeringtoolbox.com

常见液体 — 粘度

13 行

常见液体 — 粘度
		典型液体
0.1	—	水银
1	31	水（20 oC）
4.3	40	牛奶 SAE 20 曲轴箱油 SAE 75 齿轮油
15.7	80	4 号燃油
20.6	100	奶油
43.2	200	植物油
110	500	SAE 30 曲轴箱油 SAE 85 齿轮油
220	1000	番茄汁 SAE 50 曲轴箱油 SAE 90 齿轮油
440	2000	SAE 140 齿轮油
1100	5000	甘油（20 oC）SAE 250 齿轮油
2200	10000	蜂蜜
6250	28000	蛋黄酱
19000	86000	酸奶油

来源: engineeringtoolbox.com

原始源图

以下原始来源图像予以保留，以免丢失视觉参考资料。当图像包含图表或表格数据时，其提取值已呈现在页面的表格、计算器或交互式图表中；其余图像保留为视觉来源参考。

Fluid - viscosity and velocity profile Kinematic viscosity vs. temperature for some common fluids and gases

工程要点

温度至关重要。 对于液体，粘度随温度升高而降低。对于气体，粘度随温度升高而增大。务必在指定温度下报告或查询粘度。
ISO 8217 中的参考温度： 残渣燃料在 100 °C 下表征；馏分燃料在 40 °C 下表征。
选择合适的粘度类型。 计算剪切力、压降或阻力时使用动力粘度。明渠流、润滑规格和燃料分级使用运动粘度。
单位一致性。 混用 SI 和英制粘度单位是常见错误来源。使用运动粘度公式 $\nu = \mu / \rho$ 时，请确保 $\mu$ 和 $\rho$ 使用一致的单位制。
玻璃粘度。 所列玻璃的极高粘度反映了室温下接近固体的无定形行为；加工温度（1000–1400 °C）下的熔融玻璃粘度低许多个数量级。
测量方法。 动力粘度通常使用旋转粘度计（Brookfield、锥板式）测量。运动粘度使用毛细管（乌氏、坎农-芬斯克）或流出式（赛波特、雷德伍德）粘度计测量。

参考资料

Engineering Toolbox — Dynamic, Absolute and Kinematic Viscosity

来源: engineeringtoolbox.com