动态粘度

动态粘度的定义

动态粘度（用η表示）量化了流体层间相互移动时产生的内部摩擦力。简单来说，它是流体抵抗剪切应力引起的变形的能力。动态粘度越高，以给定速率移动流体所需的力就越大。

动态粘度在国际单位制 (SI) 中的单位是帕斯卡-秒 (Pa·s)，但在实际应用中，通常以厘泊 (cP) 为单位，其中 1 cP = 0.001 Pa·s。

动态粘度公式

动态粘度的数学定义如下：

其中：

剪切应力是指沿切向施加于流体的单位面积力。

剪切速率是指相邻流体层之间相对运动的速率。

流体类型和动态粘度

根据流体在不同剪切速率下粘度的变化，流体可分为牛顿流体和非牛顿流体：

• 牛顿流体：这类流体的粘度与剪切速率无关，始终保持恒定。例如水、空气和许多简单液体。
• 非牛顿流体：这类流体的粘度随剪切速率而变化。这类流体包括番茄酱、血液和油漆等物质，它们的流动特性会根据施加的力而变化。

影响动态粘度的因素

影响流体动态粘度的因素有多种：

• 温度：液体的粘度通常随温度升高而降低，气体的粘度则随温度升高而升高。
• 压力：对于大多数液体，粘度会随压力的升高而增加，但其影响通常不如温度显著。
• 流体成分：分子结构和悬浮颗粒的存在会显著影响粘度。

各种流体的动态粘度示例

分离技术中的动态粘度

动态粘度是影响各种工业应用中流体行为的基本特性。了解被处理流体的动态粘度可以更好地控制流动特性，有助于微调操作参数以提高分离效率。此外，准确的粘度数据可以提高机械设备的利用效率，从而降低能耗，尤其是在过滤、离心和其他分离技术等​​工艺中。高粘度流体可能需要对泵或离心机等设备进行改造，以确保高效处理。

例如，在离心分离中，流体的粘度决定了分离效率。在高粘度流体中，颗粒移动速度较慢，这会影响分离速度。

参考文献

• Yaw’s Transport Properties of Chemicals and Hydrocarbons, 2003.
• McCabe, W.L., Smith, J.C., & Harriott, P. (2005). “Unit Operations of Chemical Engineering” (7th Ed.). McGraw-Hill Education.

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