运动黏度的 SI 单位是平方米每秒,符号为 m²/s。工程资料中更常见 mm²/s 和 cSt,两者数值完全相同:
1 cSt = 1 mm²/s = 10⁻⁶ m²/s
另一个常见单位是斯托克斯 St:
1 St = 1 cm²/s = 100 cSt = 10⁻⁴ m²/s
运动黏度不是动力黏度。二者通过同一工况下的密度联系:ν = μ/ρ。任何换算和阀门选型都应同时注明介质、温度、压力、黏度类型和单位。
快速结论
- • 1 cSt 与 1 mm²/s 完全相等;
- • 1 St 等于 100 cSt;
- • 1 m²/s 等于 1,000,000 cSt;
- • 运动黏度符号是希腊字母
ν,不是英文字母v;- • 动力黏度转运动黏度时,密度必须与黏度对应同一温度和压力。
动力黏度描述流体抵抗剪切变形的能力,常用符号 μ 或 η;运动黏度是动力黏度与密度的比值,常用符号 ν。
二者关系为:
ν = μ/ρ
或:
μ = νρ
采用 SI 单位时:
ν 使用 m²/s;μ 使用 Pa·s;ρ 使用 kg/m³。量纲核对如下:
(Pa·s) ÷ (kg/m³) = m²/s
运动黏度同时受到动力黏度和密度影响。两种密度不同的液体,即使动力黏度相同,运动黏度也可能不同。反过来,仅有一个 cSt 数值也不能推算动力黏度,除非已知对应工况密度。
下表以每一行左侧的 1 单位 为起点。换算采用 NIST SP 811 给出的关系,其中 1 cSt = 10⁻⁶ m²/s、1 St = 10⁻⁴ m²/s、1 ft²/s = 0.09290304 m²/s。
| 原始单位 | m²/s | St | cSt(mm²/s) | m²/h | ft²/s | ft²/h |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 m²/s | 1 | 10,000 | 1,000,000 | 3,600 | 10.7639104 | 38,750.0775 |
| 1 cm²/s = 1 St | 0.0001 | 1 | 100 | 0.36 | 0.00107639104 | 3.87500775 |
| 1 mm²/s = 1 cSt | 0.000001 | 0.01 | 1 | 0.0036 | 0.0000107639104 | 0.0387500775 |
| 1 m²/h | 0.000277777778 | 2.77777778 | 277.777778 | 1 | 0.00298997535 | 10.7639104 |
| 1 ft²/s | 0.09290304 | 929.0304 | 92,903.04 | 334.450944 | 1 | 3,600 |
| 1 ft²/h | 0.0000258064 | 0.258064 | 25.8064 | 0.09290304 | 0.000277777778 | 1 |
二者数值相同:
ν(mm²/s) = ν(cSt)
例如:
32 cSt = 32 mm²/s
ν(m²/s) = ν(cSt) × 10⁻⁶
例如:
32 cSt = 32 × 10⁻⁶ m²/s = 0.000032 m²/s
ν(cSt) = ν(m²/s) × 10⁶
例如:
0.0005 m²/s = 500 cSt
ν(cSt) = ν(St) × 100
ν(St) = ν(cSt) ÷ 100
例如:
0.32 St = 32 cSt
ν(ft²/s) = ν(cSt) × 0.0000107639104
ν(ft²/h) = ν(cSt) × 0.0387500775
所以:
32 cSt ≈ 0.000344445 ft²/s ≈ 1.24000 ft²/h
英制结果通常只在核对旧设备或海外文件时使用。计算完成后应按原始数据精度合理舍入,不应把换算常数的小数位误认为测量精度。
采用 SI 单位时,直接使用 ν = μ/ρ。采用工程常用单位时,必须保证各单位组合匹配。
ν(cSt) = μ(cP) / ρ(g/cm³)
反算为:
μ(cP) = ν(cSt) × ρ(g/cm³)
例如,某牛顿流体在规定温度下的运动黏度为 100 cSt,密度为 0.920 g/cm³,则动力黏度为:
μ = 100 × 0.920 = 92.0 cP
ν(mm²/s) = μ(mPa·s) × 1000 / ρ(kg/m³)
例如,某流体在同一工况下动力黏度为 46.0 mPa·s,密度为 850 kg/m³,则:
ν = 46.0 × 1000 ÷ 850 ≈ 54.12 mm²/s
反向换算为:
μ(mPa·s) = ν(mm²/s) × ρ(kg/m³) / 1000
其中 1 mPa·s = 1 cP。密度单位换算和工况条件可参阅本站水的密度和相对密度。
液体黏度通常会随温度明显变化。只写“运动黏度 32 cSt”仍然不完整,还应写成类似“运动黏度 32 mm²/s,测试温度 40 ℃”,并说明测量方法或数据来源。
温度单位不一致时,可先使用本站温度单位换算公式统一温标。但要注意,单位换算只能把 40 ℃变成 104 °F,不能根据一个温度点的黏度直接推算另一个温度点。跨温度推算需要介质特定的黏温关系或实测数据。
压力对液体黏度也可能产生影响,高压工况不能默认使用常压数据。介质组成、含水量、老化、污染和剪切历史也可能改变实际黏度。
运动黏度不是只靠单位换算得到的参数。测量方法、试样行为、测试温度、仪器和结果精度都要明确。
ISO 3104:2023规定了透明和不透明液体石油产品的毛细管运动黏度测量方法,并通过密度计算动力黏度。该标准公开说明的适用范围为 0.2~300,000 mm²/s、-20~150 ℃,但其对象和方法范围不能自动套用于所有工艺液体。
报告运动黏度时建议至少记录:
对于明显非牛顿流体,黏度会随剪切速率或时间变化,单个 cSt 或 cP 数值不足以描述其流动特性。应使用适用的流变测量方法和完整流变数据。
黏度增大可能改变流动状态、压降、流量系数修正、阀内流速和执行响应。水工况下得到的阀门流量能力,不能不经核对就用于高黏油品。
选阀时至少应提供:
高黏介质还可能影响先导孔、平衡孔、过滤器、密封摩擦和执行机构推力。涉及导热油或重油时,可参考高温导热油专用电磁阀和重油专用电磁阀,但实际适用性必须以型号技术文件和完整工况审核为准。
ν,避免与速度或比容符号混淆。10⁻⁶ 若被网页编辑器显示成 106,结果会相差一万亿倍。ν = μ/ρ 要求两项数据对应相同工况。1 cSt 正好等于 1 mm²/s,也等于 10⁻⁶ m²/s。正式 SI 技术文件优先写 mm²/s。
1 St 等于 100 cSt,也等于 1 cm²/s 或 10⁻⁴ m²/s。
不能只靠两个单位直接换算。还需要同一温度和压力下的密度。若密度用 g/cm³表示,则 ν(cSt) = μ(cP)/ρ(g/cm³)。
只有在相应密度恰好为 1 g/cm³时,两者数值才相等。水的密度随温度和压力变化,所以不能把该近似关系当成普遍恒等式。
32 cSt 等于 0.000032 m²/s,也就是 3.2 × 10⁻⁵ m²/s。
不一定。口径还取决于流量、压差、密度、流态、阀型和允许流速等条件。黏度增加可能需要进行黏性流体修正,但不能仅凭一个 cSt 数值决定口径。
因为液体黏度随温度变化,规定测试温度才能比较数据。具体采用哪个温度取决于产品规范、测试方法和使用场景,不能把不同测试温度的数值直接比较。
1 m²/s 等于 3600 m²/h;1 m²/h 等于约 0.000277777778 m²/s。换算只改变时间单位,不改变黏度所对应的介质和测试温度。
本文用于运动黏度单位换算和工况资料核对,不构成具体阀门型号、口径、压差或动作性能的选型结论。需要处理高黏油品、浆液或温度变化较大的介质时,应提交运行温度下的黏度、密度、流量、阀前压力、阀后压力、介质组成和清洗要求,通过联系西安汇源特阀进行工况审核。