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水的動態運動粘度

關於水的動態運動粘度的參考數據與工程資訊,適用於流體力學應用。

waterdynamickinematicviscosity數據表

概述

水的粘度是管道尺寸設計、泵浦選擇、熱交換器設計及雷諾數計算的關鍵流體特性。動態粘度μ\mu)和運動粘度ν\nu)皆隨溫度升高而明顯降低,且在常壓條件下(低於 100 °C 時)幾乎不受壓力影響。

以下數據適用於飽和壓力下的液態水。在實際應用中,這與低於 100 °C 時的大氣壓數值相符。

關鍵公式

動態與運動粘度關係

ν=μρ\nu = \frac{\mu}{\rho}

運動粘度等於動態粘度除以密度。

Vogel–Fulcher–Tammann (VFT) 估算

μ(T)=Aexp ⁣(BTC)\mu(T) = A \cdot \exp\!\left(\frac{B}{T - C}\right)

水的擬合常數:A2.414×105A \approx 2.414 \times 10^{-5} Pa·s, B247.8B \approx 247.8 K, C140C \approx 140 K。溫度 TT 以開爾文(K)為單位。適用於約 0 °C 至 370 °C 的液態水。

雷諾數

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

決定管內流動為層流(Re<2300Re < 2300)、過渡流,還是湍流(Re>4000Re > 4000)。

變數

符號說明典型單位
μ\mu動力(絕對)黏度Pa·s 或 cP
ν\nu運動黏度m²/s 或 cSt
ρ\rho密度kg/m³
TT溫度K、°C 或 °F
vv流速m/s
DD管徑m
ReRe雷諾數無量綱

參考數據

水的粘度與溫度(攝氏)

16
飽和壓力下液態水的動態粘度與運動粘度(SI 單位)
溫度(°C)
飽和壓力(MPa)
動態粘度(cP (mPa·s))
運動粘度(mm²/s (cSt))
00.0006121.79141.7918
100.00121.3061.3065
200.00231.00161.0035
250.00320.890.8927
300.00420.79720.8007
400.00740.65270.6579
500.01240.54650.5531
600.01990.4660.474
700.03120.40350.4127
800.04740.3540.3643
900.07020.31420.3255
1000.1010.28160.2938
1100.1430.25460.2677
1200.1990.2320.246
1400.3620.19660.2123
1600.6180.17040.1878

來源: engineeringtoolbox.com

水的粘度與溫度(華氏)

14
飽和壓力下液態水的動態粘度與運動粘度(英制單位)
溫度(°F)
飽和壓力(psi)
動態粘度(lbf·s/ft² ×10⁻⁵)
動態粘度(cP (mPa·s))
運動粘度(ft²/s ×10⁻⁵)
320.09513.74141.79141.9287
390.1183.28011.57051.6906
500.17812.72761.3061.4063
600.25632.34051.12061.2075
700.36342.03370.97371.0503
800.50761.78880.85650.925
900.69921.58960.76110.8234
1000.95061.42430.6820.7392
1101.2771.28470.61510.6682
1201.6951.16520.55790.6075
1302.2261.0620.50850.5551
1402.8930.97330.4660.5102
1503.7230.8950.42850.4706
1604.7470.82790.39640.4367

來源: engineeringtoolbox.com

互動圖表

飽和壓力下水的粘度與溫度(0–360 °C)

飽和壓力下水黏度與溫度的關係 (32–675 °F)

水相對黏度與壓力和溫度的關係

線上水黏度計算器

水動態黏度和運動黏度

雷諾數計算器

使用此計算器來估算給定溫度下水流過管道時的雷諾數。動態黏度是從源表中插值獲得的。

管道流雷諾數

單位轉換

動力黏度

FromTo Pa·sTo cPTo lb/(ft·s)
1 Pa·s11 0000.6722
1 cP0.00116.722 × 10⁻⁴
1 lb/(ft·s)1.48821 488.21
1 lb/(ft·h)4.134 × 10⁻⁴0.41342.778 × 10⁻⁴
1 P (poise)0.11000.06722

運動黏度

FromTo m²/s轉換為 cStTo ft²/s
1 m²/s11 × 10⁶10.7639
1 cSt1 × 10⁻⁶11.0764 × 10⁻⁵
1 St (stoke)1 × 10⁻⁴1001.0764 × 10⁻³
1 ft²/s0.0929092 9031

恢復原始來源表格

以下表格是從原始來源頁面恢復的,以保留完整的參考數據。

水 - 動力(絕對)黏度與運動黏度對溫度和壓力

26
Water - Dynamic (Absolute) and Kinematic Viscosity vs. Temperature and Pressure
°C(°C)
MPa(MPa)
Pa s), (N s/m2(Pa s), (N s/m2)
cP), (mPa s(cP), (mPa s)
lbf s/ft2 ×10-5(lbf s/ft2 ×10-5)
m2/s ×10-6), (cSt)(m2/s ×10-6), (cSt))
0.010.0006120.00179141.79143.74141.7918
100.00120.0013061.3062.72761.3065
200.00230.00100161.00162.09191.0035
250.00320.000890.890041.85890.8927
300.00420.00079720.797221.6650.8007
400.00740.00065270.652721.36320.6579
500.01240.00054650.54651.14140.5531
600.01990.0004660.466020.97330.474
700.03120.00040350.403530.84280.4127
800.04740.0003540.354040.73940.3643
900.07020.00031420.314170.65620.3255
1000.1010.00028160.281580.58810.2938
1100.1430.00025460.254610.53180.2677
1200.1990.0002320.232030.48460.246
1400.3620.00019660.196640.41070.2123
1600.6180.00017040.170430.35590.1878
18010.00015040.150380.31410.1695
2001.550.00013460.134580.28110.1556
2202.320.00012180.121770.25430.1449
2403.350.00011110.111060.2320.1365
2604.690.00010180.101810.21260.1299
2806.420.00009360.093550.19540.1247
3008.590.00008590.085860.17930.1206
32011.30.00007830.078310.16360.1174
34014.60.00007030.070330.14690.1152
36018.70.00006030.060310.1260.1143

來源: engineeringtoolbox.com

水 - 動力(絕對)黏度與運動黏度對溫度和壓力

35
Water - Dynamic (Absolute) and Kinematic Viscosity vs. Temperature and Pressure
°F(°F)
psi(psi)
lbf s/ft2 ×10-5(lbf s/ft2 ×10-5)
lbm/(ft h)(lbm/(ft h))
cP), (mPa s(cP), (mPa s)
ft2/s ×10-5(ft2/s ×10-5)
32.020.95063.74144.33361.79141.9287
340.09623.60474.17521.72591.8579
39.20.1183.28013.79921.57051.6906
400.12173.2343.74581.54841.6668
500.17812.72763.15931.3061.4063
600.25632.34052.71091.12061.2075
700.36342.03372.35560.97371.0503
800.50761.78882.07190.85650.925
900.69921.58961.84110.76110.8234
1000.95061.42431.64970.6820.7392
1101.2771.28471.4880.61510.6682
1201.6951.16521.34960.55790.6075
1302.2261.0621.230.50850.5551
1402.8930.97331.12730.4660.5102
1503.7230.8951.03660.42850.4706
1604.7470.82790.95890.39640.4367
17060.76980.89160.36860.4074
1807.520.71920.8330.34440.382
1909.3490.67450.78130.3230.3596
20011.5370.630.72970.30160.3371
21214.710.58810.68120.28160.3163
22017.2030.56190.65080.2690.3032
24025.0010.5050.5850.24180.275
26035.2630.45750.52990.21910.2515
28049.2860.41760.48370.20.232
30067.2640.3840.44480.18390.2157
350134.730.32020.37080.15330.1853
400247.010.2750.31850.13170.1648
450422.320.24040.27850.11510.1504
500680.560.21260.24630.10180.1398
55010450.18880.21870.09040.1322
6001542.10.16730.19370.08010.127
6251851.20.15620.18090.07480.1252
6502207.80.14380.16660.06890.1239
6752618.70.12920.14960.06190.123

來源: engineeringtoolbox.com

原始來源圖像

以下原始來源圖像被保留,以避免丢失視覺參考資料。當圖像包含圖表或表格數據時,其提取的數值已在頁面表格、計算器或互動圖表中呈現;剩餘的圖像則作為視覺來源參考保留。

水黏度 水黏度 水溫度壓力黏度

來自工程工具箱的相關手機應用程式

原始來源包括一個相關的手機應用程式部分,用於工程工具箱計算器和參考工具。該部分的計算內容已由上述的互動黏度、雷諾數和單位轉換計算器所呈現。

工程筆記

  • 溫度範圍:表格化的飽和壓力數據適用於 0 °C (32 °F) 至 360 °C (675 °F)。來源頁面上的線上計算器備註延伸至約 370 °C (700 °F),但繪製的表格數值止於 360 °C / 675 °F。
  • 壓力影響:低於 100 °C 時,壓力對黏度的影響可忽略不計。高於約 200 °C 時,請使用飽和壓力數據而非大氣假設。
  • 管道流動經驗法則:在 20 °C 時,運動黏度約為 1 cSt。對於 25 mm 管道在 1 m/s 流速下,Re25,000Re \approx 25{,}000 — 完全進入湍流區域。在 60 °C 相同條件下,Re53,000Re \approx 53{,}000
  • 黏度比:在80 °C時的動態黏度大約是10 °C值的一半。溫度控制的過程必須考慮到這種劇烈變化。
  • 雜質:溶解的鹽、乙二醇或其他添加劑會顯著改變水的黏度。這裡的表格僅適用於純水
  • 運動黏度與動態黏度:動態黏度(μ\mu)直接用於動量方程和雷諾數。運動黏度(ν\nu)適用於重力驅動流動和開放渠道問題。

參考資料