粘度(粘性係数)

粘度(粘性係数)

粘度(粘性係数)とは、流体力学の重要指標で体の粘り度(粘性の大きさを表す物性値)である。粘度は、流体の種類、温度、圧力によって定まる物性値で、単位はSI単位で[Pa・s]または[cP] (センチポアズ)で表される。1 Pa・s= 1000 cP。 普通、粘度の数値が大きいほど流れ難くなり、また、液体では温度が高くなると粘度は減少し、気体では増加する。(分子の凝集力の作用)


粘性流体

粘性がある流体を粘性流体、粘性がない流体(粘度μ=0) を非粘性流体という。粘性が小さく無視できる場合、非粘性流体として扱うことが多い。

せん断応力(直線的)

せん断応力(τ)が下記の通り直線的で表される場合、次の式のように表される。

せん断応力

せん断応力(直線的でない)

速度分布が直線的でない場合は、せん断応力は速度勾配 du/dy(yは流れに垂直方向の座標、速度勾配はせん断速度)を用いて、次式で表されるが、このように流体に加わるせん断力が速度勾配に比例する関係をニュートンの粘性法則という。

せん断応力

せん断応力

動粘性係数

動粘性係数(動粘性係数)vとは、粘度μを密度pで割った値である。単位はSI単位で [m2/s] を用いる。

動粘度

動粘度

レイノルズ数

粘性を表す指標としてレイノルズ数が使われる。慣性力/粘性力としてあらわされ、レイノルズ数が大きいほど粘性の影響は小さくなる。

レイノルズ数

レイノルズ数