我們對(duì)于粘度的一些內(nèi)容講述、討論,基本上都是對(duì)于流體的。其實(shí)不僅流體有粘度,氣體也有粘度,例如空氣粘度。什么是空氣粘度?當(dāng)空氣的運(yùn)動(dòng)速度梯度為1時(shí),層間單位面積上的粘性摩擦力就是空氣黏度。因?yàn)樗藙?dòng)力學(xué)單位,所以也被成為空氣動(dòng)力粘性系數(shù)。對(duì)于流體的粘度測(cè)量和應(yīng)用,能夠幫助很多相關(guān)企業(yè)節(jié)約成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量或者用戶評(píng)價(jià),也能夠提高生產(chǎn)效率等等。對(duì)于氣體粘度,空氣粘度的測(cè)量和研究意義在哪里?
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流體的粘度測(cè)量之所以廣泛,主要原因是流體的種類多、行業(yè)涉及廣。而氣體粘度主要是指空氣粘度,空氣粘度的應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)來(lái)說(shuō)非常的有限,而其他種類的氣體粘度應(yīng)用主要集中在氣體的生產(chǎn)和應(yīng)用化學(xué)工業(yè)上,相對(duì)來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景也比較小。而且一般性的企業(yè)由于氣體粘度本身值就很小幾乎可以忽略,所以也不需要刻意的去測(cè)量。大多數(shù)氣體相關(guān)的物理參數(shù)測(cè)量,一般通過(guò)氣體流量、壓強(qiáng)相關(guān)的儀器儀表就可以滿足生產(chǎn)應(yīng)用需求。
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而且對(duì)于氣體粘度的測(cè)量,就算是有些企業(yè)有這方面的需要,但限于市場(chǎng)小而沒有相關(guān)的
粘度計(jì)廠家去設(shè)計(jì)、研發(fā)生產(chǎn),因此也就存在現(xiàn)在的現(xiàn)狀:粘度測(cè)量基本就是流體的粘度值測(cè)量,而與氣體粘度無(wú)關(guān),甚至于幾乎沒有聽說(shuō)過(guò)氣體粘度這個(gè)概念。
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關(guān)于氣體粘度,從分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)看,可以認(rèn)為氣體粘性是由于具有不同速度的相鄰流體層之間的分子交換而產(chǎn)生的動(dòng)量遷移的結(jié)果,是分子熱運(yùn)動(dòng)引起的動(dòng)量輸運(yùn),這一點(diǎn)與流體的粘度非常的相似,只不過(guò)流體粘度是屬于分子之間的內(nèi)摩擦力。要研究氣體粘度,就需要滿足一種測(cè)量環(huán)境,這種環(huán)境就是風(fēng)洞。
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風(fēng)洞
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風(fēng)洞是一種模擬飛行器或物體周圍氣體的流動(dòng)情況,并可以對(duì)各種效果和物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察的一種管道試驗(yàn)設(shè)備,是空氣動(dòng)力試驗(yàn)最簡(jiǎn)單、常用和有效的工具。需要在風(fēng)洞中進(jìn)行試驗(yàn)的,都是生活中可以高速運(yùn)行的飛行器、汽車、高鐵等交通工具。氣體粘性的測(cè)量試驗(yàn)中,就是將一個(gè)無(wú)限薄的平板放在風(fēng)洞中,板面與氣流方向平行,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)板面上的氣流速度為零,而離板面越遠(yuǎn)的氣流速度越大,直到離開板面一定距離后,氣流速度不會(huì)發(fā)生太大變化。這個(gè)試驗(yàn)說(shuō)明板面上的氣流速度影響了離板面一定距離的氣流速度,空氣粘性是一層一層的將其作用力向外層氣流傳遞。從速度的梯度變化來(lái)說(shuō),越靠近平板板面,氣流速度梯度越大,隨著離開板面距離的增加速度梯度逐漸減小。
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影響氣體粘度的因素有很多,例如氣體的溫度、密度、濕度、壓強(qiáng)等等。不同環(huán)境下的氣體粘度有很大的不同,不同區(qū)域的粘度也有可能不同。所以人們?cè)O(shè)計(jì)出風(fēng)洞,可以盡可能的模擬各種環(huán)境下,氣體粘度對(duì)于飛行器及其中的物體的影響,進(jìn)而可以極大的改善外觀設(shè)計(jì),或者設(shè)計(jì)出一些能夠在這些特殊環(huán)境下可以避險(xiǎn)的裝備。
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對(duì)于氣體粘度空氣粘度的測(cè)量和研究,其主要作用是查看高速氣流對(duì)于飛行器和物體的穩(wěn)定性和操控性能的影響,能夠根據(jù)其試驗(yàn)數(shù)據(jù),研判飛行器及高速運(yùn)動(dòng)物體的外觀設(shè)計(jì)是否良好。在現(xiàn)實(shí)生活中的意義在于飛行器和高速物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定、安全、降低耗油量。