動態黏度與運動黏度的區別｜Kinematic or Dynamic Viscosity 潤滑油基礎知識
2024.04.08
潤滑油的識別
從常見的液壓油46號到齒輪油220，甚至是開式齒輪油1500+，你知道這些數字的由來嗎？
其實這些都是用最常見之一的ISO VG(工業用油國際黏度標準)去簡寫，通常指的是40攝氏度下的黏度(cSt)。
這時候你可能會在技術資料上看到 動態黏度（又稱 動黏度）與運動黏度，有時候數字很貼近，有時候數字有落差，是什麼讓他們不同？
動態黏度與運動黏度的區別
動態黏度（dynamic viscosity）和運動黏度（kinematic viscosity）是兩種描述流體流動特性的重要參數，它們之間有著密切的關係，但也存在一些區別。
1. 動態黏度（動黏度）：
– 動態黏度（動黏度）是指在一個靜止的容器中，流體受到剪切應力時所展現的阻力。它表示流體內部分子間相互作用的強度。
– 動態黏度（動黏度）通常用符號 (μ) 表示，其單位是帕斯卡秒（Pa·s）或黏度測量中常用的厘泊（cP）。
– 動態黏度（動黏度）越大，表示流體抵抗變形的能力越強，流動速度越慢。
2. 運動黏度：
– 運動黏度是動態黏度除以流體的密度而得到的值，它是描述流體流動能力的一種指標。
– 運動黏度通常用符號 (ν) 表示，其單位是平方米每秒（m²/s）或厘斯（cSt）。
– 運動黏度反映了流體在給定溫度下的流動性，它與動態黏度成反比關係，也就是說，密度較大的流體具有較小的運動黏度。
簡單來說，動態黏度描述的是流體本身的阻力性質，而運動黏度則考慮了流體的密度，更多關注在流體的流動特性。在工程中，通常根據需要選擇使用動態黏度或運動黏度來描述流體的性質。
動態黏度與運動黏度的舉例
故事A:
開蓋瓶子的情境來比喻動態黏度和運動黏度之間的關係。
想像有兩個瓶子，兩者都裝有相同的蜂蜜，並且兩者的瓶口大小相同。現在，你要打開這兩個瓶子的蓋子，這個過程就像是給這些液體施加剪切應力，以促使它們流出瓶子。
- 動態黏度就像是你試圖打開蓋子時感受到的阻力。如果其中一個瓶子的液體比另一個更加濃稠，你會發現打開蓋子需要更多的力量，這代表液體的動態黏度較大。
- 運動黏度則可以比喻為當你打開蓋子後，液體流出瓶子的速度。如果兩個瓶子中的液體密度相同，但其中一個液體更加濃稠，那麼它將以較慢的速度流出瓶子，因為即使打開了蓋子，由於其較大的動態黏度，液體仍然會受到較大的阻力。這代表了擁有較大動態黏度的液體具有較大的運動黏度。
也就是說，動態黏度和運動黏度之間的關係就像是打開瓶子的力量和液體流動速度之間的關係。
故事B:
用跑步來做比喻，想像在兩種不同的環境中跑步：一種是在沙灘上跑步，另一種是在標準的跑道上跑步。
- 動態黏度可以比作是你在沙灘上跑步時腳下沙子的阻力。沙灘上的沙子對你的腳步產生了額外的阻力，就像是流體內部分子間相互作用的力。如果沙子更鬆軟，你的腳在沙子中下沈得更深，這代表著更大的動態黏度，因為你需要克服更大的阻力來移動你的腳步。
- 運動黏度則可以類比為，考慮到你的體重（類似於流體的密度）在沙灘上跑步時的整體阻力感。即使在沙灘（高動態黏度）上，一個重量更輕的人可能會感覺到比重量更重的人更容易跑動，因為重量輕的人下沈得不那麼深，相當於體驗到了更低的“運動黏度”。而在標準跑道上，所有人幾乎都能以最小的阻力移動，就像具有低動態黏度的流體一樣流動。
透過這個比喻，可以看到動態黏度象徵著直接阻力（沙灘上的沙子對腳步的阻力），而運動黏度考慮了這種阻力與“跑者”（流體）的“重量”（密度）的關係，影響整體的流動感受。
故事C
想像有兩杯液體，一杯是米漿，另一杯是豆漿。這兩種液體的主要區別在於它們的濃度和粒子大小——米漿通常比較濃稠；而豆漿相對較稀。
動態黏度：我們可以將米漿想像為具有較高動態黏度的流體。這意味著，當你嘗試攪拌米漿時，會感覺到更大的阻力，因為米漿中的米澱粉和其他分子之間有更強的相互作用力，使得米漿不易流動。相比之下，豆漿的動態黏度較低，因為它更稀薄，分子間的相互作用力較弱，所以攪拌時的阻力較小。
運動黏度：當考慮到米漿和豆漿的密度時，我們可以討論它們的運動黏度。即使米漿的動態黏度高於豆漿，但如果它們的密度差異足夠大，可能會發現兩者的運動黏度差異並不如動態黏度那麼顯著。運動黏度是動態黏度和密度的比值，所以即便是米漿因為更濃而動態黏度高，它的密度也可能相對較高，這在計算運動黏度時可能部分抵消了動態黏度的高值。
通過這個比喻，可以理解，即使兩種流體（在這個例子中是米漿和豆漿）看起來有明顯不同的“阻力”或流動性（動態黏度），但當我們考慮到流體的密度後，這種差異（在運動黏度中體現）可能並不如最初那麼大。動態黏度反映了流體自身的流動阻力，而運動黏度則提供了一個考慮了密度影響後的流動性度量。
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