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今天說(shuō)說(shuō)流體的粘度，流體粘度在泵選型中是一個(gè)十分重要的參數(shù)。粘度影響著壓損的計(jì)算，泵的轉(zhuǎn)速，效率，功率等等。粘度是流體的物理特性，任何流體都有粘度。流體在流動(dòng)時(shí)，相鄰流體層間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，流體層之間會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力，成為粘滯力。粘度是用來(lái)衡量粘滯力大小的物理數(shù)據(jù)。粘度較低的，比如水，在管道中流動(dòng)比較順暢。

粘度是衡量流體流動(dòng)阻力的物理量，分為動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度，對(duì)于質(zhì)量流量計(jì)而言，尤其是熱式質(zhì)量流量計(jì)（如Bronkhorst常用的熱式原理產(chǎn)品），工作原理基于熱傳導(dǎo)：通過(guò)加熱元件向流體傳遞熱量，并由溫度傳感器檢測(cè)溫差，從而推算出質(zhì)量流量，當(dāng)流體粘度發(fā)生變化時(shí)，會(huì)影響熱傳導(dǎo)特性與流動(dòng)狀態(tài)（層流或湍流），進(jìn)而可能干擾傳感器的響應(yīng)精度。

湍流運(yùn)動(dòng)粘度是模擬湍流性質(zhì)的流體流動(dòng)中能量耗散和傳輸?shù)牧俊?湍流運(yùn)動(dòng)粘度正比于： 流體的密度 渦流速度標(biāo)尺 渦長(zhǎng)尺度 湍流運(yùn)動(dòng)粘度沒(méi)有物理存在，被認(rèn)為是湍流中的流動(dòng)特性（不是流體特性）。 流體的有效粘度 流體的有效運(yùn)動(dòng)粘度可以表示為無(wú)湍流作用的運(yùn)動(dòng)粘度與湍流運(yùn)動(dòng)粘度之和。

宇宙學(xué)家對(duì)粘度的定義不同于流體力學(xué)家，宇宙學(xué)的粘度是體積的概念，粘度大小測(cè)定了時(shí)空膨脹和收縮的“流體抵抗力”。人們的日常生活很少涉及體積粘度的概念，大多數(shù)流體既沒(méi)有大的壓縮性，也沒(méi)有大的膨脹性。科學(xué)團(tuán)隊(duì)的研究對(duì)象是所謂的相對(duì)論流體，天文物體學(xué)的相對(duì)論流體包括了超新星（一種爆炸的恒星）、中子星（一種壓縮到行星尺寸的恒星）。

使用ParaView提取并解讀速度、壓力和湍流粘度場(chǎng)。 描述LRR雷諾應(yīng)力模型（RSM）背后的關(guān)鍵思想，并解釋它如何克服基于渦粘度的RANS模型的局限性。 課程 介紹了使用OpenFOAM進(jìn)行雷諾-平均納維–斯托克斯（RANS）湍流建模的全面且適合初學(xué)者，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)工程計(jì)算流體力學(xué)中廣泛使用的基于渦粘度的模型。

剪切稀化流體的恒定粘度值稱(chēng)為零剪切粘度或零剪切粘度平臺(tái)。隨著施加的剪切應(yīng)力增加，在特定點(diǎn)觀察到粘度大幅下降。剪切應(yīng)力或剪切速率的該值稱(chēng)為臨界剪切應(yīng)力或臨界剪切速率。在臨界剪切速率點(diǎn)，流體開(kāi)始發(fā)生剪切稀化行為。 屈服應(yīng)力 乳液、聚合物溶液和熔體是剪切稀化流體的例子。在高度剪切稀化的流體中，粘度達(dá)到無(wú)限值并且固體的特征變得可見(jiàn)。這種行為在低于臨界剪切應(yīng)力值（稱(chēng)為屈服應(yīng)力）時(shí)出現(xiàn)。

機(jī)翼周?chē)臒o(wú)粘性流體流動(dòng)粘度是影響流體行為和邊界層形成的關(guān)鍵流體特性。粘度導(dǎo)致流動(dòng)流體的速度在與固體表面接觸并受到摩擦力時(shí)減慢。速度從自由流下降到表面附近的零，形成薄層，稱(chēng)為邊界層。 但是當(dāng)流體沒(méi)有任何粘性時(shí)會(huì)發(fā)生什么？在無(wú)粘流中，沒(méi)有粘性意味著形成的邊界層很薄，可以認(rèn)為不存在，即表面附近和表面以外的壓力相同。但是固體表面仍然影響流動(dòng)。

圖5 圖6 采用理想氣體狀態(tài)方程（2）式描述流體材料的屬性 (2)選擇Abaqus材料庫(kù)EOS模型中的Ideal Gas類(lèi)型（見(jiàn)圖7）。其中：Gas Constant為氣體常數(shù)，取為；Ambient Pressure為環(huán)境壓強(qiáng)，取為。此外還需設(shè)置氣體密度為（見(jiàn)圖8），動(dòng)力粘度系數(shù)為（見(jiàn)圖9），和絕對(duì)零度為-273（見(jiàn)圖10）。

粘度高的熔體流動(dòng)困難，需要更高的加工壓力；而粘度低的熔體則容易流動(dòng)，填充模具更為容易。粘度受到多種因素影響，包括分子量（分子量越高，粘度越高）、分子量分布（分布越寬，剪切稀化效應(yīng)越明顯）、溫度（溫度升高，粘度降低）以及剪切速率（對(duì)于非牛頓流體，粘度隨剪切速率增加而降低）。

粘度高的熔體流動(dòng)困難，需要更高的加工壓力；而粘度低的熔體則容易流動(dòng)，填充模具更為容易。粘度受到多種因素影響，包括分子量（分子量越高，粘度越高）、分子量分布（分布越寬，剪切稀化效應(yīng)越明顯）、溫度（溫度升高，粘度降低）以及剪切速率（對(duì)于非牛頓流體，粘度隨剪切速率增加而降低）。

與超彈性模型一樣，ABAQUS還提供了捕捉這些重要現(xiàn)象的模型，從而考慮線(xiàn)性和非線(xiàn)性粘彈性。用戶(hù)必須將這些模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相匹配，支持剪切和體積試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入(對(duì)于蠕變和應(yīng)力松弛)。例子：機(jī)械密封模型描述在下面的例子中，將使用橡膠材料來(lái)模擬液體的密封。通過(guò)該實(shí)例將更好地理解上述行為，另外還將引入壓力滲透的概念，特別是模擬流體壓力的影響，而無(wú)需對(duì)流體本身進(jìn)行建模。

；當(dāng)n>1時(shí)，冪律方程反映剪切變稠的脹塑性流體（如淀粉、蔗糖溶液、涂料等）；當(dāng)n<1時(shí)，冪律方程反映剪切變稀的假塑性流體（如大多數(shù)聚合物，番茄醬等）；當(dāng)n=1時(shí)，冪律方程反映牛頓流體k=η0；最小粘度：流體在冪律模型下適用的最小粘度，n>1時(shí)必須要輸入；最大粘度：流體在冪律模型下適用的最小粘度，n<1時(shí)必須要輸入。

只要滿(mǎn)足某些條件，我們就可以將流體的逐漸流動(dòng)與蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)。蠕動(dòng)流的一個(gè)重要例子是重油、蜂蜜等的運(yùn)動(dòng)。這些流體由于粘度而難以流動(dòng)。在許多應(yīng)用中，我們都使用顯示蠕動(dòng)流動(dòng)的流體。讓我們通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)探討一下這個(gè)流程。 流體中的蠕動(dòng)流動(dòng) 蠕動(dòng)流動(dòng)描述了慣性可忽略不計(jì)的流體流動(dòng)。施加在流體上的粘性力和壓力大于慣性力。高粘度的流體難以流動(dòng)，并且通常以蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)。

流體在流動(dòng)過(guò)程中的行為受其粘度的影響；粘度是內(nèi)部流動(dòng)阻力的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。根據(jù)粘度特性，流體可分為牛頓流體或非牛頓流體。了解流體流動(dòng)，在許多工程領(lǐng)域中都至關(guān)重要，包括航空航天、土木、機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)工程等。此外還在海洋學(xué)、氣象學(xué)和生物學(xué)等科學(xué)學(xué)科中發(fā)揮著重要作用。

由表 2 可知，高濃度硫酸測(cè)試的粘數(shù)結(jié)果比低濃度硫酸測(cè)試的粘數(shù)結(jié)果至少偏高 10 mL/g，對(duì)原料聚酰胺的影響更加顯著。這是由于根據(jù)公式（1）可知，粘數(shù)和溶劑的粘度、溶液的粘度及聚合物的濃度有關(guān)，而聚合物的濃度是不變的，變化主要來(lái)源于溶液和溶劑的相對(duì)粘度的變化。已知粘度是流體粘滯性的一種量度，是流體流動(dòng)力對(duì)其內(nèi)部摩擦現(xiàn)象的一種表示。粘度大表現(xiàn)內(nèi)摩擦力大，分子量越大，碳?xì)浣Y(jié)合越多，這種力量也越大。

；當(dāng)n>1時(shí)，冪律方程反映剪切變稠的脹塑性流體（如淀粉、蔗糖溶液、涂料等）；當(dāng)n<1時(shí)，冪律方程反映剪切變稀的假塑性流體（如大多數(shù)聚合物，番茄醬等）；當(dāng)n=1時(shí)，冪律方程反映牛頓流體k=η0；最小粘度：流體在冪律模型下適用的最小粘度，n>1時(shí)必須要輸入；最大粘度：流體在冪律模型下適用的最小粘度，n<1時(shí)必須要輸入。

υ 為運(yùn)動(dòng)粘度，α 為熱擴(kuò)散系數(shù)，μ 為動(dòng)力粘度，cp 為定壓比熱，λ 為導(dǎo)熱系數(shù)。

在寫(xiě)書(shū)的時(shí)候，Batchelor發(fā)現(xiàn)低雷諾數(shù)流動(dòng)中，小顆粒在粘性流體中稀釋擴(kuò)散的有效粘度問(wèn)題還不夠明確。Batchelor翻閱了很多資料，發(fā)現(xiàn)大家普遍認(rèn)可的結(jié)論仍然是愛(ài)因斯坦在1906年給出的結(jié)果：小顆粒擴(kuò)散的有效粘度可以通過(guò)顆粒的體積分?jǐn)?shù)c來(lái)表示為μ(1+2.5c)，通常情況下，c很小，粒子不會(huì)在流體中產(chǎn)生相互作用。

“i”是接觸到閥瓣的流體單元數(shù)量，F(xiàn)pressure（壓力）和Fviscous（粘度）分別是作用在閥瓣表面單元上的壓力和粘滯應(yīng)力。“r”是閥瓣表面單元與轉(zhuǎn)軸之間的徑向距離。“v”是流體的動(dòng)粘滯率（運(yùn)動(dòng)粘度）。“p”是流體密度，“u”是流體流速，“x”是流動(dòng)方向上的表面線(xiàn)性尺寸。“A”是表面單元的表面積。

對(duì)剪應(yīng)力毫無(wú)抵抗的流體被稱(chēng)為理想流體或者無(wú)粘流體。不過(guò)，只有在極低溫度下的超流體才會(huì)呈現(xiàn)無(wú)粘的屬性，而我們常見(jiàn)的液體或者氣體都是有一定粘度的。具有極高粘度的流體則在一定程度接近固體屬性，比如常溫下的瀝青。