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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。

例如高粘度流體（如某些油類、聚合物溶液）流動(dòng)性差，容易在傳感器表面形成滯留層，導(dǎo)致熱交換效率下降，造成測(cè)量偏差；而極低粘度氣體（如氫氣、氦氣）則因熱容小、導(dǎo)熱快，也可能對(duì)傳感器設(shè)計(jì)提出更高要求。 二、Bronkhorst如何應(yīng)對(duì)不同粘度流體？

高粘度流體抵抗流動(dòng)中的湍流或從層流緩慢過(guò)渡到湍流。雷諾數(shù)在對(duì)流體系統(tǒng)進(jìn)行分類時(shí)非常重要，其中流體的粘度會(huì)影響其流速和流動(dòng)模式。 讓我們看一下湍流中的粘度。 湍流中的動(dòng)量和能量傳遞 在湍流中，渦流運(yùn)動(dòng)以各種尺寸存在。流體流動(dòng)中的大部分機(jī)械能用于形成渦流，渦流以流體中的熱量形式耗散能量。由于這種散熱，湍流的拖曳力高于層流的拖曳力。

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）。

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）。

剪切增厚和臨界剪切應(yīng)力 在某些流體中，粘度隨著剪切速率或剪切應(yīng)力的增加而增加。這種流體稱為剪切增稠流體，這種現(xiàn)象稱為剪脹性。剪切增稠通常表現(xiàn)為具有高濃度固體顆粒的顆粒懸浮液或分散體。 剪切增稠液用于減震器和防護(hù)設(shè)備。大多數(shù)剪切增稠流體在低剪切速率和應(yīng)力下表現(xiàn)出剪切稀化行為。剪切稀化行為的破壞發(fā)生在臨界剪切應(yīng)力下，并隨著粘度的增加而在流體行為中帶來(lái)類似固體的轉(zhuǎn)變。

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。

只要滿足某些條件，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)。

k值是粘度的度量，但不等于粘度值，而粘度越高，K值也越高；冪律指數(shù)：n，為流動(dòng)行為指數(shù)或非牛頓指數(shù)，是與溫度有關(guān)的參數(shù)，n偏離1的程度越大，表明材料非牛頓性越強(qiáng)。

對(duì)于更高的流速（高亞音速和超音速），可壓縮性效應(yīng)變得顯著，尤其是涉及沖擊波的情況下，例如在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、高速飛機(jī)和火箭中。粘性流與非粘性流粘度是衡量流體中摩擦力的一個(gè)指標(biāo)。當(dāng)流體內(nèi)部的各層相互摩擦?xí)r，就會(huì)產(chǎn)生摩擦力。粘度高（例如蜂蜜）表示摩擦力較大，反之亦然。對(duì)于液體而言，粘度會(huì)隨著溫度的升高而降低。

k值是粘度的度量，但不等于粘度值，而粘度越高，K值也越高；冪律指數(shù)：n，為流動(dòng)行為指數(shù)或非牛頓指數(shù)，是與溫度有關(guān)的參數(shù)，n偏離1的程度越大，表明材料非牛頓性越強(qiáng)。

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。

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)。

這意味著，在后續(xù)的三維液冷流道設(shè)計(jì)與流體力學(xué)模流仿真中，電池系統(tǒng)工程師可以完全沿用傳統(tǒng)牛頓流體的方程體系，極大降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜度。 ▲ 圖8 在25°C下不同體積分?jǐn)?shù)納米流體的粘度與剪切速率的關(guān)系：（a）氧化銅與（b）氧化鋁 圖8揭示了流體表觀粘度的演化規(guī)律。在高剪切率階段，所有流體的粘度均迅速收斂至穩(wěn)定平臺(tái)值。CuO流體展現(xiàn)出的最大粘度增幅（純液與0.15%對(duì)比）僅為5.34%。

工作特點(diǎn)：流量測(cè)量與流體的流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān);粘度愈大的介質(zhì)，從齒輪和計(jì)量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此核測(cè)介質(zhì)的粘度愈大，泄漏誤差愈小，對(duì)測(cè)量愈有利;橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量精度高，適用于高粘度介質(zhì)流量的測(cè)量，但不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會(huì)將齒輪卡死，以致無(wú)法測(cè)量流量)。如果被測(cè)液體介質(zhì)中夾雜有氣體時(shí)，也會(huì)引起測(cè)量誤差。7.

工作特點(diǎn)：流量測(cè)量與流體的流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān);粘度愈大的介質(zhì)，從齒輪和計(jì)量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此核測(cè)介質(zhì)的粘度愈大，泄漏誤差愈小，對(duì)測(cè)量愈有利;橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量精度高，適用于高粘度介質(zhì)流量的測(cè)量，但不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會(huì)將齒輪卡死，以致無(wú)法測(cè)量流量)。如果被測(cè)液體介質(zhì)中夾雜有氣體時(shí)，也會(huì)引起測(cè)量誤差。7.

“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)方向上的表面線性尺寸。“A”是表面單元的表面積。

工作特點(diǎn)：流量測(cè)量與流體的流動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān);粘度愈大的介質(zhì)，從齒輪和計(jì)量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此核測(cè)介質(zhì)的粘度愈大，泄漏誤差愈小，對(duì)測(cè)量愈有利;橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量精度高，適用于高粘度介質(zhì)流量的測(cè)量，但不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會(huì)將齒輪卡死，以致無(wú)法測(cè)量流量)。

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。