Перевод кинематической вязкости в динамическую

Базовые показатели

При минусовых температурах вязкость машинной смазки определяется способностью стартера проворачивать двигатель при min температуре и скоростью подачи смазочного состава. Благодаря данным показателям определяют, до какой min температуры можно без проблем запускать мотор, то есть проворачивать его коленчатый вал.

Вязкость в диапазоне температур функционирующего двигателя не относится к температуре на улице. Зависимость от температуры практически не меняется, будь на улице +10 или -30.

С целью увеличить индекс вязкости, в смазочную смесь нередко добавляют специальные присадки. Они способствуют расширению интервала температур, при которых смазка будет сохранять свои базовые вязкостные качества.

Это гарантирует, что мотор будет отменно заводиться, когда на градуснике минус. При этом в жаркую погоду масляный состав будет давать стабильную и вязкую пленку в месте контакта поверхностей деталей.

Рекомендации по выбору состоят в следующем:

1. Когда машина еще не отработала 25 процентов от должного ресурса, то до капитального ремонта стоит выбирать моторное масло малой вязкости.
2. Когда пробег авто составляет двадцать пять – семьдесят пять процентов, то потребуется смазка средней вязкости.
3. Если мотор машины уже порядком выработан, то необходимо масло с повышенным внутренним трением, способное создавать прочную масляную пленку.

Вязкость загущенных масел типа «всесезонка» зависит не только от температуры и давления, но и от быстроты движения пластов смазки, концентрирующейся в промежутке между смазываемыми элементами.

Каждый автовладелец, заботящийся о своем «железном коне», знает, что вязкость моторного масла – это одно из важнейших свойств смазки. В зависимости от сезона и нагрузки вязкость может меняться.

Во избежание проблем с работоспособностью автомобиля следует выбирать смазку с ориентацией на рекомендации автопроизводителя. Кроме того эксперты напоминают, что занижать вязкость смазки от того, что требует изготовитель автомобиля – чревато большими проблемами, чем если завышать данный показатель.

Естественно качественное масло должно обладать достаточной густотой и вязкостью, обеспечивающих смазку трущихся деталей и механизмов в обширном диапазоне температурных режимов.

Другие статьи:

Какое масло лучше: 5w30 или 5w40 зимой?

Чем отличается масло 5w40 от 10w40?

10w40 – полусинтетическое масло для двигателя вашего авто

Моторное масло 5w40 – расшифровка

Примечания

1. В общем случае это не так.
2. О некоторых ошибках в курсах гидродинамики, с. 3—4.
3. Alexander J. Smits, Jean-Paul Dussauge Turbulent shear layers in supersonic flow. — Birkhäuser, 2006. — P. 46. — ISBN 0-387-26140-0.
4. data constants for sutherland’s formula
5. Viscosity of liquids and gases
6. Хмельницкий Р. А. Физическая и коллоидная химия: Учебних для сельскохозяйственных спец. вузов. — М.: Высшая школа, 1988. — С. 40. — 400 с. — ISBN 5-06-001257-3.
7. Попов Д. Н. Динамика и регулирование гидро- и превмосистем. : Учеб. для машиностроительных вузов. — М. : Машиностроение, 176. — С. 175. — 424 с.
8. Седов Л. И. Механика сплошной среды. Т. 1. — М.: Наука, 1970. — С. 166.
9. Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкостей. —Ленинград, Наука, 1975. — стр. 226
10. Ojovan M. Viscous flow and the viscosity of melts and glasses. Physics and Chemistry of Glasses, 53 (4) 143—150 (2012).
11. Gas Viscosity Calculator

Зависимость вязкости моторного масла от температуры

С ростом температуры вязкость моторного масла падает, т.е. масло становится более жидким. Вязкость масла может уменьшаться в интервале температур от 0 °С до +100 °С в сотни и тысячи раз. На практике этот эффект используется при замене масла – масло всегда меняют после прогрева двигателя, т.е. когда масло разжижается, иначе слить его максимально полно с двигателя нельзя.

«Обычное минеральное» моторное масло при 0 °С гуще воды более чем в сотни и тысячи раз, а при +100 °С всего лишь в десятки. Кинематическая вязкость моторного масла показывает именно «степень густоты» моторного масла. Она измеряется в сСт (сантиСтоксы или мм /с, 1 сСт = 1 мм /с).

Скорость падения кинематической вязкости с ростом температуры характеризуется ИНДЕКСОМ ВЯЗКОСТИ масла. Проще говоря, индекс вязкости показывает «степень разжижения» масла. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах (метрах, километрах, килограммах и т.д.) – это просто цифра!

Чем ниже индекс вязкости моторного масла, тем сильнее масло разжижается, т.е. толщина масляной пленки становится очень маленькой (а за этим следует повышенный износ). Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем меньше масло разжижается, т.е. обеспечивается необходимая для защиты трущихся поверхностей толщина масляной пленки.

На практике, в случае реальных моторных масел, низкий индекс вязкости означает плохой запуск двигателя при низких температурах или плохая его защита от износа при высоких температурах.

Пример: отечественное масло M10ДМ (или М10Г2к) – минеральное масло (индекс вязкости ИВ ~100…110), запуск двигателя (при исправном состоянии) при -15 °С затруднен; Shell Rimula D 10W-30 (ИВ~130) – запуск двигателя при его исправном состоянии гарантирован при -25 °С – почувствуйте разницу!

Теоретически, все производители моторных масел хотели бы получить продукт с максимально высоким индексом вязкости (> 300), но к сожалению, это невозможно по причине ряда физических законов. Высококачественные минеральные моторные масла обычно имеют индекс вязкости (ИВ) 120-140, полусинтетические 130-150, синтетические 140-170. На канистрах, этикетках, этот параметр, как правило, не указывается, из-за «излишней сложности восприятия» для потребителя. Вы всегда можете потребовать от представителя производителя масла. Она не является секретной или конфиденциальной!

• Вязкость – (внутреннее трение) – свойство жидких и газообразных тел оказывать сопротивление их течению – перемещению одного слоя тела относительно другого – под действием внутренних сил. Может быть выражена в единицах вязкости кинематической, динамической, условной и удельной. Физическая модель вязкости жидкого или газообразного тела – это сила, которую необходимо приложить для равномерного перемещения одной пластины относительно покоящейся, при условии, что их разделяет жидкость или газ, отнесенная к площади пластины. В этом случае приложенная сила оказывается равной абсолютной (динамической) вязкости.
• Кинематическая вязкость – основной эксплуатационный параметр для всех видов моторных и трансмиссионных масел (а также и масел индустриальной номенклатуры). По определению — отношение динамической вязкости ( h ) к плотности ( d ) жидкости или газа при той же температуре: n = h / d

В системе СИ за единицу кинематической вязкости принят квадратный метр за секунду (м2/с), равный кинематической вязкости, при которой динамическая вязкость среды с плотностью 1 кг/м3 равна 1 Па Ч с. В системе СГС принят стокс.

Влияние на работу двигателя: от вязкости масла зависят следующие факторы

• Толщина образуемой масляной пленки в парах трения (надежность разделения трущихся поверхностей при высоких температурах, стойкость к разрушению до добавления противоизносных присадок)
• Легкость пуска двигателя в холодную погоду
• Мощность двигателя (потери на трение, компрессия в ЦПГ)
• Коэффициент полезного действия двигателя
• Количество осадков образующихся в картерном масле
• Расход топлива
• Расход масла

Вязкость грунта

Грунт — многокомпонентное геологическое образование, включающее в себя почвы, различные горные породы, являющееся объектом инженерно-строительной деятельности человека.

Вязкость грунтов определяет их сопротивление течению под воздействием внешних сил. Этот показатель зависит от их структуры, химико-минералогического состава. Коэффициент вязкости для грунтов разного типа колеблется в широких диапазонах: от 102–104 пз для илов до 1022 пз для известняка. С увеличением плотности грунта его вязкость, а кроме того, порог ползучести увеличиваются.

По величине вязкости данной среды выделяются:

• наименее вязкие горные породы (тощие глины, гипсы, соли, тонкослоистые алевролито-глинистые толщи);
• слабовязкие породы (песчано-глинистые, тонкослоистые известняково-мергелистые, флишевые толщи);
• сильно вязкие породы (слабослоистые песчаниковые, конгломератовые, карбонатные, вулканогенные);
• наиболее вязкие породы (кристаллические сланцы, граниты, гнейсы).

Вязкость мазута

Мазут является продуктом первичной нефтепереработки. Вязкость является важнейшим критерием его эксплуатации, транспортировки, перекачивания, сжигания. Мазут бывает высоковязким и маловязким. В первом случае он содержит больше смолистых веществ и парафина.

Согласно показателю вязкости выделяют несколько марок мазута, каждая из них имеет свою температуру застывания вещества. Наиболее вязкие сорта застывают уже при 25 °С. Чтобы перекачивать такой продукт, его приходится подогревать до 60–70 °С. В подогреваемом мазуте начинают плавиться церезины, твердые парафины, но прекращение термообработки вновь приводит к увеличению вязкости, она быстро возвращается на исходный уровень.

Для перекачивания мазута подходят шестеренчатые, винтовые, ламинарные, реже центробежные насосы.

Определения

Элементарное определение динамической вязкости

Сила вязкости, действующая в жидкости.

В одномерном случае, например в потоке Куэтта несжимаемой жидкости, динамическая вязкость может быть определена путем рассмотрения двух слоев жидкости, обозначенных abcd и a’b’c’d ‘, причем слой abcd приводится в движение скоростью, относящейся к a’b’c’d отметил и направил следующее . Сила трения действует на слой a ‘b’c’d’, отделенный от d z . Динамическая вязкость ( также используется символ ) влияет на соотношение между нормой этой силы и скоростью сдвига , являясь площадью каждого слоя.
dv{\ displaystyle \ mathrm {d} v}Икс{\ displaystyle x}F{\ displaystyle F}η{\ displaystyle \ eta}μ{\ displaystyle \ mu}F{\ displaystyle F} dvdz{\ displaystyle {\ frac {\ mathrm {d} v} {\ mathrm {d} z}}}S{\ displaystyle S}

Fзнак равноηSdvdz{\ Displaystyle F = \ eta \, S \, {\ frac {\ mathrm {d} v} {\ mathrm {d} z}}}

Физическое измерение динамической вязкости:

ηзнак равноM⋅L-1⋅Т-1{\ displaystyle = M \ cdot L ^ {- 1} \ cdot T ^ {- 1}}

Поэтому в Международной системе единиц (СИ) динамическая вязкость измеряется в паскалях-секундах ( Па · с ), при этом это название заменило пуазейль (Pl) того же значения (1 Па ·  с = 1  пл ).
η{\ displaystyle \ eta}

Мы все еще иногда находим старую единицу системы CGS , равновесие (Po): 1  Па · с = 10  Po .

Из этого количества выведите два других эквивалента:

• поток , который является обратным по отношению к динамической вязкости;
• кинематическая вязкость, которая получается делением динамической вязкости на плотность, а именно:ν{\ displaystyle \ nu} ρ{\ displaystyle \ rho}

νзнак равноηρ{\ displaystyle {\ nu} = {\ frac {\ eta} {\ rho}}}

Выражается в квадратных метрах в секунду (м 2 / с). В системе CGS кинематическая вязкость выражается в стоках (Ст) или сантистоксах (сСт).

Преобразование происходит немедленно, поскольку 1 St = 1 см 2 / с = 10 −4 м 2 / с и 1 сСт = 1 мм 2 / с = 10 –6 м 2 / с.

Общее определение вязкости

В общем случае тензор вязких напряжений имеет вид:

Σзнак равноη∇V+(∇V)Т-23(∇⋅V)я⏟противяsвяллеменетт+χ(∇⋅V)я⏟dялвтвтяонет{\ Displaystyle {\ mathsf {\ Sigma}} = \ eta \ underbrace {\ left } _ {shear} + \ chi \ underbrace {(\ mathbf {\ nabla} \ cdot \ mathbf {V} \,) \; {\ mathsf {I}}} _ {дилатация}}

• V{\ displaystyle \ mathbf {V}} — скорость потока;
• я{\ displaystyle {\ mathsf {I}}} — единичный тензор;
• η обозначает динамическую вязкость жидкости (единица СИ: Па · с );
• χ обозначает объемную вязкость (единица СИ: Па · с ).

Мы можем записать это уравнение в виде:

Σзнак равноη∇V+(∇V)Т+β(∇⋅V)я,βзнак равноχ-23η{\ Displaystyle {\ mathsf {\ Sigma}} = \ eta \ left + \ beta (\ mathbf {\ nabla} \ cdot \ mathbf {V} \,) \; {\ mathsf {I}} \ ,, \ quad \ beta = \ chi — {\ frac {2} { 3}} \ eta}

β{\ displaystyle \ beta}- вторая вязкость .

Следует отметить, что некоторые работы меняют определения объемной вязкости и второй вязкости.

Гипотеза Стокса предполагает, что объемная вязкость равна нулю:

χзнак равно{\ displaystyle \ chi = 0}   или же   β+23ηзнак равно{\ displaystyle \ beta + {\ frac {2} {3}} \ eta = 0}

Вязкость при удлинении

Термин вязкость при удлинении используется в реологии для характеристики течения несжимаемого тела, подверженного одноосному напряжению. Вязкость при удлинении действительна (закон Трутона).
ηезнак равно3η{\ displaystyle \ eta _ {e} = 3 \ eta}

Турбулентная вязкость

Турбулентная вязкость — это величина, используемая для описания турбулентной диссипации. Это аналог динамической вязкости для зависимости напряжения от деформации в среде, но не является характеристикой этой среды, и ее выражение должно быть адаптировано к каждой физической ситуации.

Вязкость жидкости

Вязкость жидкости — это свойство, проявляющееся только при движении жидкости, и не влияющее на покоящиеся жидкости. Вязкое трение в жидкостях подчиняется закону трения, принципиально отличному от закона трения твёрдых тел, т.к. зависит от площади трения и скорости движения жидкости.
Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу ее слоев. Вязкость проявляется в том, что при относительном перемещении слоев жидкости на поверхностях их соприкосновения возникают силы сопротивления сдвигу, называемые силами внутреннего трения, или силами вязкости. Если рассмотреть то, как распределяются скорости различных слоёв жидкости по сечению потока, то можно легко заметить, что чем дальше от стенок потока, тем скорость движения частиц больше. У стенок потока скорость движения жидкости равна нулю. Иллюстрацией этого является рисунок, так называемой, струйной модели потока.

Медленно движущийся слой жидкости «тормозит» соседний слой жидкости, движущийся быстрее, и наоборот, слой, движущийся с большей скоростью, увлекает (тянет) за собой слой, движущийся с меньшей скоростью. Силы внутреннего трения появляются вследствие наличия межмолекулярных связей между движущимися слоями.
Если между соседними слоями жидкости выделить некоторую площадку S, то согласно гипотезе Ньютона:

F=μ•S•(du/_dy),

где:

• μ — коэффициент вязкого трения;
• S – площадь трения;
• du/dy — градиент скорости

Величина μ в этом выражении является динамическим коэффициентом вязкости, равным:

μ=F/_S•1/_du/dy,

или

μ=τ•1/_du/dy,

где:

τ – касательное напряжение в жидкости (зависит от рода жидкости).

Физический смысл коэффициента вязкого трения

Физический смысл коэффициента вязкого трения — число, равное силе трения, развивающейся на единичной поверхности при единичном градиенте скорости.

На практике чаще используется кинематический коэффициент вязкости, названный так потому, что в его размерности отсутствует обозначение силы. Этот коэффициент представляет собой отношение динамического коэффициента вязкости жидкости к её плотности:

ν=μ/_ρ,

Единицы измерения коэффициента вязкого трения:

• Н·с/м2;
• кГс·с/м2
• Пз (Пуазейль) 1(Пз)=0,1(Н·с/м2).

Анализ свойства вязкости жидкости

Для капельных жидкостей вязкость зависит от температуры t и давления Р, однако последняя зависимость проявляется только при больших изменениях давления, порядка нескольких десятков МПа.

Зависимость коэффициента динамической вязкости от температуры выражается формулой вида:

μ_t=μ•e-k_t(T-T),

где:

• μ_t — коэффициент динамической вязкости при заданной температуре;
• μ — коэффициент динамической вязкости при известной температуре;
• Т — заданная температура;
• Т — температура, при которой измерено значение μ;
• e – основание натурального логарифма равное 2,718282.

Зависимость относительного коэффициента динамической вязкости от давления описывается формулой:

μ_р=μ•e-k_р(Р-Р),

где:

• μ_Р — коэффициент динамической вязкости при заданном давлении,
• μ — коэффициент динамической вязкости при известном давлении (чаще всего при нормальных условиях),
• Р — заданное давление,;
• Р — давление, при которой измерено значение μ;
• e – основание натурального логарифма равное 2,718282.

Влияние давления на вязкость жидкости проявляется только при высоких давлениях.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Ньютоновскими называют жидкости, для которых вязкость не зависит от скорости деформации. В уравнении Навье — Стокса для ньютоновской жидкости имеет место аналогичный вышеприведённому закон вязкости (по сути, обобщение закона Ньютона, или закон Навье):

σ_ij=η•(dv_i/_dxi+dv_j/_dxi),

где σ_ij — тензор вязких напряжений.

Среди неньютоновских жидкостей, по зависимости вязкости от скорости деформации различают псевдопластики и дилатантные жидкости. Моделью с ненулевым напряжением сдвига (действие вязкости подобно сухому трению) является модель Бингама. Если вязкость меняется с течением времени, жидкость называется тиксотропной. Для неньютоновских жидкостей методика измерения вязкости получает первостепенное значение.

С повышением температуры вязкость многих жидкостей падает. Это объясняется тем, что кинетическая энергия каждой молекулы возрастает быстрее, чем потенциальная энергия взаимодействия между ними. Поэтому все смазки всегда стараются охладить, иначе это грозит простой утечкой через узлы.

Вязкость жидкостей (при 18°C)

Вещество	Вязкость 10 -5 кг/(м*с)
Анилин	4,6
Ацетон	0,337
Бензол	0,673
Бром	1,02
Вода	1,05
Гелий	1,89
Глицерин	1400
Масло машинное легкое	113
Масло машинное тяжелое	660
Масло оливковое	90
Масло оливковое	90
Пентан	0,244
Ртуть	1,59
Спирт этиловый	1,22
Уксусная кислота	1,27
Эфир этиловый	0,238

Вязкость клея

Клей — это вещество либо смесь органического или неорганического происхождения, способные соединять различные материалы

Для данного продукта вязкость перед его отверждением выступает важной характеристикой. Многочисленные современные клеевые системы имеют разную степень вязкости, она варьируется от водоподобных жидкостей до смолообразных субстанций.

От вязкости зависит способ нанесения клея. Составы низкой вязкости наносятся с минимальным давлением, однако могут требовать фиксации, чтобы не допустить нежелательного вытекания.

Клеи на основе ПВА относят к псевдопластическим жидкостям: их вязкость меняется от скорости течения, при перемешивании они разжижаются. Данная зависимость отличается у разных составов.

В целом жидкие клеевые материалы классифицируются на 3 группы:

• низковязкие, имеющие показатель вязкости до 3 Па•с (их можно наносить краскопультом);
• средневязкие (5–20 Па•с, предполагают использование кисти, валика);
• высоковязкие (свыше 25–30 Па•с, наносятся шпателем).

На производстве клей перекачивают мембранные и поршневые бочковые насосы.

Сила внутреннего трения в жидкости

(12)

т. е. она прямо пропорциональна
динамическому коэффициенту вязкости,
площади трущихся слоёв
и градиенту скорости.

В системе СИ динамический коэффициент
вязкости имеет размерность
.
В системе СГС за единицу динамического
коэффициента вязкости принимаютпуаз
(Пз). Размерностьпуаза –Следовательно,или

При расчётах наиболее частоприменяюткинематическийкоэффициент вязкости,

.
(13)

Название «кинематический» этот
коэффициент получил в связи с тем, что
в его размерность входят единицы
измерения только кинематических
параметров и не входят единицы силы

В системе СИ кинематический коэффициент
вязкости измеряется в (м2/с), в
системе СГС – см2/с илистокс(Ст). Величину, в 100 раз меньшуюстокса,называютсантистоксом.

В практике, наряду с упомянутыми единицами
измерения вязкости жидкости, используютусловныйградус Энглера(Е),
определяемый одним из приборов для
измерения вязкости – вискозиметром
Энглера.

Под условным градусом Энглерапонимают отношение времени истечениям3(200 см3) испытуемой жидкости, при
данной температуре из латунного
цилиндрического сосуда с коническим
дном через калиброванное отверстие
диаметром 2,8 мм, к времени истечения
из этого же сосудам3дистиллированной воды при температуре
20С.

По известному значению вязкости вусловных градусах Энглера,
кинематический коэффициент вязкости,,
определяют по формуле

.
(14)

Вязкость жидкостей в значительной
степени зависит от температуры. При
этом вязкость капельных жидкостей с
увеличением температуры уменьшается
(таблица 2), а вязкость газов возрастает.
Это объясняется тем, что природа вязкости
капельных жидкостей и газов различна.
В газах средняя скорость теплового
движения и длина свободного пробега
молекул возрастает с повышением
температуры, что приводит к увеличению
вязкости. В капельных жидкостях молекулы
могут лишь колебаться относительно
среднего положения. Cростом температуры скорости колебательных
движений молекул увеличиваются. Это
облегчает возможность преодоления
удерживающих их связей, и жидкость
становится более подвижной и менее
вязкой.

Таблица 2 —
Коэффициент кинематической вязкости
воды при различных температурах

t, °C	ν, см2/с	t, °C	ν, см2/с	t, °C	ν, см2/с	t, °C	ν, см2/с	t, °C	ν, см2/с	t, °C	ν, см2/с
0,0179	6	0,0147	12	0,0124	18	0,0106	30	0,0080	45	0,0060
2	0,0167	8	0,0139	14	0,0118	20	0,0101	35	0,0072	50	0,0055
4	0,0157	10	0,0131	16	0,0112	25	0,0090	40	0,0065	60	0,0048

Кинематический коэффициент вязкости
капельных жидкостей при давленияхслабо зависит от давления. В таблице 3
приведены значения коэффициента
кинематической вязкости для некоторых
жидкостей.

Таблица 3 – Коэффициент кинематической
вязкости для некоторых жидкостей

Жидкость	t, °C	ν, см2/с	Жидкость	t, °C	ν, см2/с
Цельное молоко	20	0,00174	Безводный глицерин	20	20
Патока	18	60
Керосин	15	0,027	Легкая нефть	18	0,025
Мазут	18	2,0	Тяжелая нефть	18	0,14
Масло АМГ-10	50	0,01	ртуть	15	0,00011

Кинематический коэффициент вязкости
газов при увеличении давления уменьшается.

Вязкость газов

В случае жидкостей с низкой вязкостью изображение внутреннего трения «не соответствует физически правильным представлениям о процессах молекулярного переноса в жидкостях». Вместо этого в результате получается вязкость потока движения жидкости, которую можно проиллюстрировать следующим изображением: Текущие пути в потоке несут поезда, которые символизируют, что движутся параллельно с разными скоростями бок о бок и загружены мешками с песком. Мешки с песком соответствуют элементам текучей среды в нити потока. Люди в поездах бросают мешки с песком в другой поезд, что эквивалентно случайному тепловому перемещению жидких элементов между нитями потока. Если мешок более медленного поезда приземляется на более быстрый, мешок с песком набирает импульс, который посылает ему более быстрый поезд, и таким образом замедляется. И наоборот, если мешок из более быстрого поезда приземляется на более медленный поезд, поезд принимает импульс мешка с песком и, таким образом, сам становится быстрее. Этот обмен импульсом замедляет более быстрый поезд и ускоряет более медленный.

Таким образом, вязкость представляет собой импульсный поток от более быстрого потока к более медленному.В непрерывном потоке элементы текучей среды обмениваются импульсами через напряжения, действующие между ними . Напряжения сдвига возникают между потоками, текущими рядом друг с другом с разной скоростью , которые макроскопически ощущаются как вязкость.

оценка

Вязкость различных газов при нормальном давлении

Вязкость азота как функция давления для разных температур

Вязкость азота как функция температуры для различных давлений

Для газов вязкость можно оценить с помощью микроскопических наблюдений за импульсным потоком:

ηзнак равно13пмvλ{\ displaystyle \ eta = {\ frac {1} {3}} \, n \, m \, v \, \ lambda}

со свободным пробегом частиц газа, массой частиц газа , средней скоростью частиц и плотностью числа частиц .
λ{\ displaystyle \ lambda}м{\ displaystyle m}v{\ displaystyle v}п{\ displaystyle n}

Вязкость газов не зависит от давления при низком давлении (от 0,1 до 10 бар) . Это применимо до тех пор, пока свободный пробег мала по сравнению с размерами сосуда и велика по сравнению с размерами молекулы. Другими словами: для очень тонкого или очень плотного газа вязкость снова зависит от давления или плотности газа.

Вязкость в основном зависит от температуры. Вязкость увеличивается с повышением температуры, так как средняя скорость частиц увеличивается пропорционально (см. Ниже). Для большинства жидкостей это поведение прямо противоположное. В следующей таблице перечислены вязкости и длины свободного пробега для некоторых газов.
v{\ displaystyle v}Т,5{\ displaystyle T ^ {0 {,} 5}}

Газ в нормальных условиях	η в мкПа · с	λ в нм
воздуха	18,2	59,8
Кислород (O 2 )	19,2	63,3
Углекислый газ (CO 2 )	13,8	39,0
Азот (N 2 )	16,6	58,8
аргон	21,0	62,6
неон	29,7	124,0
гелий	18,6	174,0
Водород (H 2 )	8,4	111,0

Кинетическая теория газа

Согласно Хиршфельдеру, вязкость чистых газов может быть рассчитана с помощью кинетической теории газа в большом диапазоне температур (примерно от 200 до 3000 Кельвинов).

ηзнак равно5⋅π⋅м⋅kБ.⋅Т16⋅π⋅σ2⋅Ω(2,2)⋆{\ displaystyle \ eta = {\ frac {5 \ cdot {\ sqrt {\ pi \ cdot m \ cdot k _ {\ mathrm {B}} \ cdot T}}} {16 \ cdot \ pi \ cdot \ sigma ^ {2} \ cdot \ Omega ^ {(2.2) ^ {\ star}}}}}

Здесь
молекулярная масса ,
постоянная Больцмана ,
температура,
Леннард-Джонс диаметр удара и
восстановленный интеграл удара, который зависит от того, к пониженной температуре . — энергия потенциала Леннарда-Джонса . Значения параметров Леннарда-Джонса и приведенного интеграла удара приведены в главе 11 учебника Линхарда по теплопередаче. Приведенный интеграл столкновений определяется таким образом, что применяется к идеальному газу, в котором учитываются взаимодействия частиц, такие как столкновения с твердыми сферами .
м{\ displaystyle m}kБ.{\ Displaystyle к _ {\ mathrm {B}}}Т{\ displaystyle T}σ{\ displaystyle \ sigma}Ω(2,2)⋆{\ displaystyle \ Omega ^ {(2.2) ^ {\ star}}}Т⋆знак равноkБ.Тϵ{\ Displaystyle Т ^ {\ звезда} = к _ {\ mathrm {B}} Т / \ эпсилон}ϵ{\ displaystyle \ epsilon}Ω(2,2)⋆{\ displaystyle \ Omega ^ {(2.2) ^ {\ star}}}Ω(2,2)⋆знак равно1{\ displaystyle \ Omega ^ {(2.2) ^ {\ star}} = 1}