1.3.3 流体的黏温特性

流体的黏温特性对于工程设计和生产管理来说，是必须要考虑的重要问题。由流体黏滞性的产生原因可知：对于液体，当温度升高时，分子之间的内聚力将减小，其黏性就减小；对于气体，当温度升高时，分子活动加剧，分子碰撞的机会增多，动量交换增大，其黏性反而相应加大。

1）黏温特性的一般模型方程

对于牛顿流体（如图 1.2 所示），黏温特性的一般数学模型方程常用以下三种：

①塔曼—汉斯公式

式中， a 、 b 、 c 为通过曲线方程模拟而得到的三个参数（见表 1.5）; t 为流体的实际温度，℃ 。上式也称为三参数指数关系式。

②重对数计算式

式中， a 、 b 、 c 同上，为三个参数； T 为流体的实际温度，K。

上面两式中， ν 为实际运动黏度，一般单位为厘斯（cSt）。

③数值多项式

式中， a 、 b 、 c 同前； t 为实际温度，℃; k 为温度指数，一般 k = 1。应用上面三种模型式（1.22）~式（1.24），关键是确定方程的三个未知系数 a 、 b 、 c 。直接插值法最为简便，但误差较大。最小二乘法一般只适合多项式形式。但需事先确定常数 c ，可用直接插值法求得。关于式（1.23）中的 c 值，一些石油类书籍中常数： c =0.6。通过大量计算表明，这种将 c 值取为定值的做法并不可取。通过大量计算还发现，重对数式（1.23）易造成数值错误，使得计算结果不正确，而指数式（1.22）既简单实用，精度也很高，因此，推荐使用指数型黏温关系式作为黏温特性的基本方程。

在式（1.22）中，令： Y = ln ν , A ₁ = ln a , A ₂ = b , X = 1 /（ t - c ），则式（1.22）即可化为线性回归方程式。其中， c 可以用三个实验数据直接插值得到。

2）常见液体和石油产品的黏温特性

表 1.5 给出了部分流体指数型黏温特性方程的三个计算参数。其中运动黏度 ν 的单位为cSt 。