Динамическая и кинематическая вязкость воды

Справочные данные и инженерная информация о динамической и кинематической вязкости воды для приложений в гидромеханике.

waterdynamickinematicviscosityТаблица данных

Обзор

Вязкость воды является критическим свойством жидкости для выбора размеров труб, подбора насосов, проектирования теплообменников и расчетов числа Рейнольдса. Как динамическая вязкость ( $\mu$ ), так и кинематическая вязкость ( $\nu$ ) значительно уменьшаются с повышением температуры и почти не зависят от давления ниже 100 °C при атмосферных условиях.

Приведённые данные относятся к жидкой воде при давлении насыщения. Для практических целей это соответствует значениям при атмосферном давлении при температурах ниже 100 °C.

Основные формулы

Связь между динамической и кинематической вязкостью

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

Кинематическая вязкость равна динамической вязкости, делённой на плотность.

Оценка Вогеля–Фулчера–Тамманна (VFT)

$\mu(T) = A \cdot \exp\!\left(\frac{B}{T - C}\right)$

Подобранные константы для воды: $A \approx 2.414 \times 10^{-5}$ Па·с, $B \approx 247.8$ К, $C \approx 140$ К. Температура $T$ в кельвинах. Действительно для жидкой воды от примерно 0 °C до 370 °C.

Число Рейнольдса

$Re = \frac{\rho \, v \, D}{\mu}$

Определяет, является ли поток ламинарным ( $Re < 2300$ ), переходным или турбулентным ( $Re > 4000$ ) в трубах.

Переменные

Символ	Описание	Типичная единица
$\mu$	Динамическая (абсолютная) вязкость	Pa·s или cP
$\nu$	Кинематическая вязкость	m²/s или cSt
$\rho$	Плотность	kg/m³
$T$	Температура	K, °C или °F
$v$	Скорость потока	m/s
$D$	Диаметр трубы	m
$Re$	Число Рейнольдса	безразмерный

Справочные данные

Вязкость воды в зависимости от температуры (Цельсий)

16 строк

Динамическая и кинематическая вязкость жидкой воды при давлении насыщения (СИ)
Температура(°C)	Давл. насыщения(MPa)	Динамическая вязкость(cP (mPa·s))	Кинематическая вязкость(mm²/s (cSt))
0	0.000612	1.7914	1.7918
10	0.0012	1.306	1.3065
20	0.0023	1.0016	1.0035
25	0.0032	0.89	0.8927
30	0.0042	0.7972	0.8007
40	0.0074	0.6527	0.6579
50	0.0124	0.5465	0.5531
60	0.0199	0.466	0.474
70	0.0312	0.4035	0.4127
80	0.0474	0.354	0.3643
90	0.0702	0.3142	0.3255
100	0.101	0.2816	0.2938
110	0.143	0.2546	0.2677
120	0.199	0.232	0.246
140	0.362	0.1966	0.2123
160	0.618	0.1704	0.1878

Источник: engineeringtoolbox.com

Вязкость воды в зависимости от температуры (Фаренгейт)

14 строк

Динамическая и кинематическая вязкость жидкой воды при давлении насыщения (имперские единицы)
Температура(°F)	Давл. насыщения(psi)	Динамическая вязкость(lbf·s/ft² ×10⁻⁵)	Динамическая вязкость(cP (mPa·s))	Кинематическая вязкость(ft²/s ×10⁻⁵)
32	0.0951	3.7414	1.7914	1.9287
39	0.118	3.2801	1.5705	1.6906
50	0.1781	2.7276	1.306	1.4063
60	0.2563	2.3405	1.1206	1.2075
70	0.3634	2.0337	0.9737	1.0503
80	0.5076	1.7888	0.8565	0.925
90	0.6992	1.5896	0.7611	0.8234
100	0.9506	1.4243	0.682	0.7392
110	1.277	1.2847	0.6151	0.6682
120	1.695	1.1652	0.5579	0.6075
130	2.226	1.062	0.5085	0.5551
140	2.893	0.9733	0.466	0.5102
150	3.723	0.895	0.4285	0.4706
160	4.747	0.8279	0.3964	0.4367

Источник: engineeringtoolbox.com

Интерактивные графики

Вязкость воды в зависимости от температуры при давлении насыщения (0–360 °C)

Вязкость воды в зависимости от температуры при давлении насыщения (32–675 °F)

Относительная вязкость воды в зависимости от давления и температуры

Онлайн-калькулятор вязкости воды

Динамическая и кинематическая вязкость воды

Температура воды(°C)

Плотность воды(kg/m3)

Калькулятор числа Рейнольдса

Используйте этот калькулятор для оценки числа Рейнольдса для воды, текущей в трубе при заданной температуре. Динамическая вязкость интерполируется из исходной таблицы.

Число Рейнольдса для течения в трубе

Температура(°C)

Плотность воды(kg/m3)

Скорость потока(m/s)

Диаметр трубы(m)

Преобразование единиц

Динамическая вязкость

From	To Pa·s	To cP	To lb/(ft·s)
1 Pa·s	1	1 000	0.6722
1 cP	0.001	1	6.722 × 10⁻⁴
1 lb/(ft·s)	1.4882	1 488.2	1
1 lb/(ft·h)	4.134 × 10⁻⁴	0.4134	2.778 × 10⁻⁴
1 P (poise)	0.1	100	0.06722

Кинематическая вязкость

From	To m²/s	в cSt	To ft²/s
1 m²/s	1	1 × 10⁶	10.7639
1 cSt	1 × 10⁻⁶	1	1.0764 × 10⁻⁵
1 St (stoke)	1 × 10⁻⁴	100	1.0764 × 10⁻³
1 ft²/s	0.09290	92 903	1

Восстановленные исходные таблицы

Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы для сохранения полных справочных данных.

Вода - Динамическая (абсолютная) и кинематическая вязкость в зависимости от температуры и давления

26 строк

Water - Dynamic (Absolute) and Kinematic Viscosity vs. Temperature and Pressure
°C(°C)	MPa(MPa)	Па·с), (Н·с/м²(Pa s), (N s/m2)	сП), (мПа·с(cP), (mPa s)	фунт·с/фт² ×10⁻⁵(lbf s/ft2 ×10-5)	м²/с ×10⁻⁶), (сСт)(m2/s ×10-6), (cSt))
0.01	0.000612	0.0017914	1.7914	3.7414	1.7918
10	0.0012	0.001306	1.306	2.7276	1.3065
20	0.0023	0.0010016	1.0016	2.0919	1.0035
25	0.0032	0.00089	0.89004	1.8589	0.8927
30	0.0042	0.0007972	0.79722	1.665	0.8007
40	0.0074	0.0006527	0.65272	1.3632	0.6579
50	0.0124	0.0005465	0.5465	1.1414	0.5531
60	0.0199	0.000466	0.46602	0.9733	0.474
70	0.0312	0.0004035	0.40353	0.8428	0.4127
80	0.0474	0.000354	0.35404	0.7394	0.3643
90	0.0702	0.0003142	0.31417	0.6562	0.3255
100	0.101	0.0002816	0.28158	0.5881	0.2938
110	0.143	0.0002546	0.25461	0.5318	0.2677
120	0.199	0.000232	0.23203	0.4846	0.246
140	0.362	0.0001966	0.19664	0.4107	0.2123
160	0.618	0.0001704	0.17043	0.3559	0.1878
180	1	0.0001504	0.15038	0.3141	0.1695
200	1.55	0.0001346	0.13458	0.2811	0.1556
220	2.32	0.0001218	0.12177	0.2543	0.1449
240	3.35	0.0001111	0.11106	0.232	0.1365
260	4.69	0.0001018	0.10181	0.2126	0.1299
280	6.42	0.0000936	0.09355	0.1954	0.1247
300	8.59	0.0000859	0.08586	0.1793	0.1206
320	11.3	0.0000783	0.07831	0.1636	0.1174
340	14.6	0.0000703	0.07033	0.1469	0.1152
360	18.7	0.0000603	0.06031	0.126	0.1143

Источник: engineeringtoolbox.com

Вода - Динамическая (абсолютная) и кинематическая вязкость в зависимости от температуры и давления

35 строк

Water - Dynamic (Absolute) and Kinematic Viscosity vs. Temperature and Pressure
°F(°F)	psi(psi)	фунт·с/фт² ×10⁻⁵(lbf s/ft2 ×10-5)	фунт·м/(фт·ч)(lbm/(ft h))	сП), (мПа·с(cP), (mPa s)	фт²/с ×10⁻⁵(ft2/s ×10-5)
32.02	0.9506	3.7414	4.3336	1.7914	1.9287
34	0.0962	3.6047	4.1752	1.7259	1.8579
39.2	0.118	3.2801	3.7992	1.5705	1.6906
40	0.1217	3.234	3.7458	1.5484	1.6668
50	0.1781	2.7276	3.1593	1.306	1.4063
60	0.2563	2.3405	2.7109	1.1206	1.2075
70	0.3634	2.0337	2.3556	0.9737	1.0503
80	0.5076	1.7888	2.0719	0.8565	0.925
90	0.6992	1.5896	1.8411	0.7611	0.8234
100	0.9506	1.4243	1.6497	0.682	0.7392
110	1.277	1.2847	1.488	0.6151	0.6682
120	1.695	1.1652	1.3496	0.5579	0.6075
130	2.226	1.062	1.23	0.5085	0.5551
140	2.893	0.9733	1.1273	0.466	0.5102
150	3.723	0.895	1.0366	0.4285	0.4706
160	4.747	0.8279	0.9589	0.3964	0.4367
170	6	0.7698	0.8916	0.3686	0.4074
180	7.52	0.7192	0.833	0.3444	0.382
190	9.349	0.6745	0.7813	0.323	0.3596
200	11.537	0.63	0.7297	0.3016	0.3371
212	14.71	0.5881	0.6812	0.2816	0.3163
220	17.203	0.5619	0.6508	0.269	0.3032
240	25.001	0.505	0.585	0.2418	0.275
260	35.263	0.4575	0.5299	0.2191	0.2515
280	49.286	0.4176	0.4837	0.2	0.232
300	67.264	0.384	0.4448	0.1839	0.2157
350	134.73	0.3202	0.3708	0.1533	0.1853
400	247.01	0.275	0.3185	0.1317	0.1648
450	422.32	0.2404	0.2785	0.1151	0.1504
500	680.56	0.2126	0.2463	0.1018	0.1398
550	1045	0.1888	0.2187	0.0904	0.1322
600	1542.1	0.1673	0.1937	0.0801	0.127
625	1851.2	0.1562	0.1809	0.0748	0.1252
650	2207.8	0.1438	0.1666	0.0689	0.1239
675	2618.7	0.1292	0.1496	0.0619	0.123

Источник: engineeringtoolbox.com

Исходные изображения

Следующие исходные изображения сохранены, чтобы избежать потери визуального справочного материала. Если изображение содержит данные диаграммы или таблицы, извлеченные значения представлены в таблицах, калькуляторах или интерактивных диаграммах на странице; оставшиеся изображения сохранены в качестве визуальных ссылок на источник.

вязкость_воды вязкость_воды_давление_температура

Связанные мобильные приложения от The Engineering ToolBox

Исходный источник включает раздел с связанными мобильными приложениями для калькуляторов и справочных инструментов Engineering ToolBox. Расчетное содержимое этого раздела представлено здесь интерактивными калькуляторами вязкости, числа Рейнольдса и преобразования единиц, расположенными выше.

Инженерные заметки

Диапазон температур: Табличные данные давления насыщения действительны от 0 °C (32 °F) до 360 °C (675 °F). Примечание онлайн-калькулятора на исходной странице расширяет диапазон примерно до 370 °C (700 °F), но значения в представленной таблице заканчиваются на 360 °C / 675 °F.
Влияние давления: Ниже 100 °C давление оказывает пренебрежимо малое влияние на вязкость. Выше ~200 °C используйте данные для давления насыщения, а не предположения об атмосферном давлении.
Эмпирическое правило для потока в трубе: При 20 °C кинематическая вязкость составляет ~1 сСт. Для трубы диаметром 25 мм при скорости 1 м/с, $Re \approx 25{,}000$ — что четко находится в турбулентном режиме. При 60 °C тех же условиях $Re \approx 53{,}000$ .
Коэффициент вязкости: Динамическая вязкость при 80 °C составляет примерно половину значения при 10 °C. Температурно-контролируемые процессы должны учитывать это сильное изменение.
Примеси: Растворённые соли, гликоль или другие добавки существенно изменяют вязкость воды. Приведённые здесь таблицы относятся только к чистой воде.
Кинематическая и динамическая вязкость: Динамическая вязкость ( $\mu$ ) используется непосредственно в уравнениях движения и при расчёте числа Рейнольдса. Кинематическая вязкость ( $\nu$ ) удобна для потоков, вызванных гравитацией, и задач с открытыми каналами.

Источники

Engineering ToolBox — Water — Dynamic and Kinematic Viscosity
Формулировки IAPWS (Международная ассоциация свойств воды и пара) для термофизических свойств воды.

Источник: engineeringtoolbox.com