我們對于粘度的一些內容講述、討論,基本上都是對于流體的。其實不僅流體有粘度,氣體也有粘度,例如空氣粘度。什么是空氣粘度?當空氣的運動速度梯度為1時,層間單位面積上的粘性摩擦力就是空氣黏度。因為它包含了動力學單位,所以也被成為空氣動力粘性系數(shù)。對于流體的粘度測量和應用,能夠幫助很多相關企業(yè)節(jié)約成本、提高產品質量或者用戶評價,也能夠提高生產效率等等。對于氣體粘度,空氣粘度的測量和研究意義在哪里?
?
流體的粘度測量之所以廣泛,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,空氣粘度的應用場景相對來說非常的有限,而其他種類的氣體粘度應用主要集中在氣體的生產和應用化學工業(yè)上,相對來應用場景也比較小。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量。大多數(shù)氣體相關的物理參數(shù)測量,一般通過氣體流量、壓強相關的儀器儀表就可以滿足生產應用需求。
?
而且對于氣體粘度的測量,就算是有些企業(yè)有這方面的需要,但限于市場小而沒有相關的
粘度計廠家去設計、研發(fā)生產,因此也就存在現(xiàn)在的現(xiàn)狀:粘度測量基本就是流體的粘度值測量,而與氣體粘度無關,甚至于幾乎沒有聽說過氣體粘度這個概念。
?
關于氣體粘度,從分子運動論的觀點看,可以認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生的動量遷移的結果,是分子熱運動引起的動量輸運,這一點與流體的粘度非常的相似,只不過流體粘度是屬于分子之間的內摩擦力。要研究氣體粘度,就需要滿足一種測量環(huán)境,這種環(huán)境就是風洞。
?
?
風洞
?
風洞是一種模擬飛行器或物體周圍氣體的流動情況,并可以對各種效果和物理現(xiàn)象進行觀察的一種管道試驗設備,是空氣動力試驗最簡單、常用和有效的工具。需要在風洞中進行試驗的,都是生活中可以高速運行的飛行器、汽車、高鐵等交通工具。氣體粘性的測量試驗中,就是將一個無限薄的平板放在風洞中,板面與氣流方向平行,試驗發(fā)現(xiàn)板面上的氣流速度為零,而離板面越遠的氣流速度越大,直到離開板面一定距離后,氣流速度不會發(fā)生太大變化。這個試驗說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說,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。
?
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。所以人們設計出風洞,可以盡可能的模擬各種環(huán)境下,氣體粘度對于飛行器及其中的物體的影響,進而可以極大的改善外觀設計,或者設計出一些能夠在這些特殊環(huán)境下可以避險的裝備。
?
對于氣體粘度空氣粘度的測量和研究,其主要作用是查看高速氣流對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)其試驗數(shù)據(jù),研判飛行器及高速運動物體的外觀設計是否良好。在現(xiàn)實生活中的意義在于飛行器和高速物體運動時的穩(wěn)定、安全、降低耗油量。