空氣黏度氣體的黏性

粘性是真實(shí)流體的一個(gè)重要輸運(yùn)性質(zhì)，定義為流體在經(jīng)受切向（剪切）力時(shí)發(fā)生形變以反抗外加剪切力的能力，這種反抗能力只在運(yùn)動(dòng)流體相鄰流層間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)。為了理解這一概念，我們用一個(gè)能突出表現(xiàn)空氣粘性的實(shí)例來(lái)說(shuō)明。如圖1-1所示，將一個(gè)無(wú)限薄的平板放置在風(fēng)洞中，板面平行于氣流方向，圖中給出了用風(fēng)速儀測(cè)量的平板附近沿法線方向上的氣流速度分布?？梢钥闯觯诎迕嫔蠚饬魉俣葹榱?，越向外速度越大，且直到離開(kāi)板面一定距離δ處，速度才與來(lái)流速度沒(méi)有顯著差別。平板附近的這種速度分布正是空氣的粘性造成的，粘性使平板上的流體層完全貼附在靜止的板面上，這種與板面完全沒(méi)有相對(duì)速度的情況稱為無(wú)滑移條件（no-slip condition）。稍外的一層空氣受到氣體層與氣體層之間的摩擦作用，被板面上的那層靜止空氣所牽制，其速度也是下降到了接近于零，但由于它已離開(kāi)板面一個(gè)極小的距離，速度比零要稍大些。粘性的牽制作用就這樣一層一層的向外傳遞，因此，離開(kāi)板面越遠(yuǎn)，氣流速度越大。從速度的梯度變化來(lái)說(shuō)，越靠近平板板面，速度梯度越大，隨著離開(kāi)板面距離的增加速度梯度逐漸減小。

從分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)看，可以認(rèn)為粘性是由于具有不同速度的相鄰流體層之間的分子交換而產(chǎn)生的動(dòng)量遷移的結(jié)果，是分子熱運(yùn)動(dòng)引起的動(dòng)量輸運(yùn)。

空氣黏度，又稱空氣動(dòng)力黏度，舊稱黏性系數(shù)。表征空氣黏性的一個(gè)物理量。是分子自由層碰撞抵制剪切變形的能力。

牛頓經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)研究，于1686年確定了流體黏性內(nèi)摩擦定律，指出不同流速的流體層間的摩擦力的大小與流體的動(dòng)力黏性系數(shù)

其中

該定義式指出了動(dòng)力黏性系數(shù)的物理意義:當(dāng)流體的運(yùn)動(dòng)速度梯度為1時(shí)，層間單位面積上的黏性摩擦力:就是動(dòng)力粘性系數(shù)。因?yàn)樗藙?dòng)力學(xué)單位，所以也被成為動(dòng)力粘性系數(shù)。動(dòng)力粘性系數(shù)是流體的一種屬性，表征流體粘性的大小。動(dòng)力粘性系數(shù)的大小與流體的種類和溫度關(guān)系密切。流體種類不同則粘性不同;同一種流體的粘性隨溫度的不同也有很人的差別一般地，液體的粘性隨溫度升高而降低，氣體的粘性隨溫度升高而增加。

當(dāng)流體確定為空氣時(shí)，則表現(xiàn)為空氣動(dòng)力粘度，上述公式依然適用。

工程計(jì)算中經(jīng)常要涉及到黏性的概念，流體的粘性大小一般用黏性系數(shù)來(lái)衡量。黏性系數(shù)通常有動(dòng)力黏性系數(shù)和運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù)之分，無(wú)論從概念上和意義上兩者都有著本質(zhì)的區(qū)別，對(duì)不同流體之間粘性的大小進(jìn)行比較時(shí)，只能使用動(dòng)力粘性系數(shù)的數(shù)值，不應(yīng)當(dāng)因?yàn)閮烧叨挤Q為“粘性系數(shù)”而任意選用，否則可能會(huì)造成錯(cuò)誤的結(jié)論在一些文章甚至教科書(shū)中有時(shí)會(huì)見(jiàn)到將兩者混淆、隨意引用進(jìn)行流體進(jìn)行粘性大小比較的情況。

工程計(jì)算中還會(huì)經(jīng)常引用另一粘性系數(shù)—運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)。運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)與動(dòng)力粘性系數(shù)絕然不同，它沒(méi)有任何物理意義，只是人為地將其定義為動(dòng)力粘性系數(shù)與流體密度的比值。

在國(guó)際單位制中其單位為

運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)還因?yàn)樗砹藘蓚€(gè)物理參數(shù)的比值，可以簡(jiǎn)化很多含有該比值的計(jì)算公式。關(guān)于流體的技術(shù)手冊(cè)中一般都可查到運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)的數(shù)值，使工程計(jì)算得以簡(jiǎn)化。 2100433B

對(duì)于溶液（尤其是高分子溶液），常用到以下幾種黏度。

相對(duì)黏度（又稱黏度比）是溶液（或分散相）的黏度η與溶劑（或連續(xù)相）的黏度η0之比，即：

增比黏度（又稱比黏度）是溶液（或分散相）的黏度η與溶劑（或連續(xù)相）的黏度η0之差被溶劑（或連續(xù)相）黏度的η0除得之商，即：

比濃黏度（又稱換算黏度或黏度數(shù)）是單位濃度的溶液（或分散相）的增比濃度，即：

比濃對(duì)數(shù)黏度（又稱對(duì)數(shù)黏度）是相對(duì)黏度的自然對(duì)數(shù)被溶液（或分散相）的濃度除得之商，即：

特性黏度（又稱極限黏度）是濃度趨于零時(shí)比濃黏度的極限值，即：

由于非牛頓流體的黏度隨γ′和σ而變化，所以人們用流動(dòng)曲線上某一點(diǎn)的σ與γ′的比值，來(lái)表示在某一值時(shí)的黏度，這種黏度稱為表觀黏度，用ηa表示

當(dāng)γ′很小時(shí)，黏度較大，而且是一個(gè)定值，我們稱這個(gè)黏度為零切黏度，用ηo表示，常作為聚合物黏度的標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)γ′很高時(shí)，黏度較小，而且趨向于極限值，該值稱為無(wú)限大切應(yīng)力下的黏度，用η∞表示。

它只是對(duì)流動(dòng)性好壞作一個(gè)相對(duì)的大致比較。真正的黏度應(yīng)當(dāng)是不可逆的黏性流動(dòng)的一部分，而表觀黏度還包括了可逆的高彈性變形那一部分，所以表觀黏度一般小于真正黏度。 表觀黏度又可以分為剪切黏度和拉伸黏度。