通过MCP连接 →

输入计算

数学公式

数学公式: 动力粘度转运动粘度计算器
Show calculation steps (1)
  1. Unit conversion

    Unit conversion: 动力粘度转运动粘度计算器

    1 m²/s equals 10,000 stokes (St) and 1,000,000 centistokes (cSt).

广告

结果

运动粘度
0.000001
m²/s
以厘斯(cSt)表示 1 cSt
以斯托克斯(St)表示 0.01 St

这个计算器有什么用?

本工具可将动力粘度(又称绝对粘度,符号 \(\mu\))除以流体的密度 \(\rho\),换算为运动粘度(符号 \(\nu\))。动力粘度衡量的是流体在外力作用下抵抗流动的内部阻力,而运动粘度衡量的则是流体在重力作用下流动的快慢程度。这一关系是流体力学、润滑工程的基础,也是计算雷诺数等无量纲数时必不可少的环节。

使用方法

在对应输入框中填入以帕秒(Pa·s)为单位的动力粘度 \(\mu\),以及以千克每立方米(kg/m³)为单位的流体密度 \(\rho\)。计算器会同时给出国际单位制(m²/s)下的运动粘度 \(\nu\),以及常用的厘斯(cSt)和斯托克斯(St)这两个基于 CGS 制的单位。作为参考,20 °C 时的水 \(\mu \approx 0.001\,\text{Pa}\cdot\text{s}\),\(\rho \approx 998\,\text{kg/m}^3\)。

公式详解

核心公式为 $$\nu = \dfrac{\mu}{\rho}$$ 由于 \(\mu\) 的单位是 \(\text{Pa}\cdot\text{s} = \text{kg/(m}\cdot\text{s)}\),而 \(\rho\) 的单位是 kg/m³,二者相除即得 m²/s——可以看到结果中已不含质量量纲,这正是 \(\nu\) 被称为"运动"粘度的原因。换算关系为:$$1\,\text{m}^2/\text{s} = 10\,000\,\text{St} = 1\,000\,000\,\text{cSt}$$ 发动机油和润滑油的粘度通常以 cSt 标注。

展示运动黏度等于动力黏度除以密度的示意图
运动黏度 \(\nu\) 等于动力黏度 \(\mu\) 除以密度 \(\rho\)。

计算实例

以 20 °C 的水为例,取 \(\mu = 0.001\,\text{Pa}\cdot\text{s}\),\(\rho = 1000\,\text{kg/m}^3\)。则 $$\nu = \frac{0.001}{1000} = 0.000001\,\text{m}^2/\text{s} = 1 \times 10^{-6}\,\text{m}^2/\text{s}$$ 再乘以 1,000,000 得到 1.0 cSt,正好与水众所周知的运动粘度值吻合。

常见流体的典型粘度值

运动粘度通过将动态(绝对)粘度 \(\mu\) 除以流体密度 \(\rho\) 得到:

$$\nu = \frac{\mu}{\rho}$$

由于密度出现在分母中,两种动态粘度相似的流体可能具有截然不同的运动粘度。例如,汞的密度极大,所以其运动粘度很小,尽管其动态粘度与水相当。下面的数值是近似的室温数据(除非另有说明),可用于对你自己的计算进行合理性检查。注意 \(1\ \text{m}^2/\text{s} = 10^6\ \text{cSt}\)。

流体 动态粘度 \(\mu\)(Pa·s) 密度 \(\rho\)(kg/m³) 运动粘度 \(\nu\)(cSt)
水(20 °C) 0.001002 998 1.00
空气(15 °C,1 atm) 0.0000181 1.225 14.8
SAE 30 机油(20 °C) 0.29 891 325
甘油(20 °C) 1.49 1261 1182
蜂蜜(20 °C) 10 1420 7042
汞(20 °C) 0.00155 13534 0.115
汽油(20 °C) 0.0006 720 0.83

这些数据是代表性的;实际粘度强烈依赖于温度,特别是油脂因等级和添加剂包而异。

常见问题

动力粘度和运动粘度有什么区别?动力粘度是剪切应力与剪切速率之比(基于力的概念);运动粘度则是动力粘度除以密度(基于运动的概念)。

可以直接输入厘泊(cP)吗?需要先换算:\(1\,\text{cP} = 0.001\,\text{Pa}\cdot\text{s}\),所以请将 cP 数值除以 1000 后再作为 \(\mu\) 输入。

为什么 m²/s 单位下的结果这么小?对于稀薄流体,国际单位制下的运动粘度本身就是极小的数值,因此工程师通常改用 cSt 来表示。

最后更新: