湿空气黏度计算示例

湿空气动力黏度

μaw=(ya(Ma)0.5μa+ yw(Mw)0.5μw)/( ya(Ma)0.5+ yw(Mw)0.5)

=(μa+1.268 dawμw)/(1+1.268 daw)

式中,μaw为湿空气的动力黏度,Pa.s;ya为湿空气中干空气的摩尔分数,无因次;Ma为干空气的分子量,g/mol;μa为干空气的动力黏度,Pa.s;yw为湿空气中水蒸气的摩尔分数,无因次;Mw为水蒸气的分子量,g/mol;μw为水蒸气的动力黏度,Pa.s;daw为湿空气的湿含量,kg(水蒸气)/kg(干空气)。

干空气的动力黏度可用下式估算(-50~200℃):

μa =(17.17+0.0473t) ×10-6 Pa.s

式中t的单位为℃。

水蒸气的动力黏度可用下式估算(-50~200℃):

μw =(9.22+0.0312t)×10-6 Pa.s

式中t的单位为℃。

湿空气的运动黏度

νaw=μaw/ρaw-aw

式中,νaw为湿空气的运动黏度,m2/s;μaw为湿空气的动力黏度,Pa.s;ρaw-aw为基于单位体积湿空气中湿空气质量的湿空气密度,kg/m3。

计算示例:

设湿空气温度为50℃,湿空气总压力为101325Pa,湿空气中水蒸气分压力为3000Pa,则湿空气的湿含量为:

daw=0.019 kg(水蒸气)/kg(干空气)

50℃时干空气的动力黏度为19.62*10-6Pa.s,水蒸气的动力黏度为10.62×10-6Pa.s。

因此:

μaw (μa+1.268 dawμw)/(1 +1.268 da

=(19.62+1.268×0.019×10.62)/(1 +1.268×0.019)×10-6Pa.s

=19.88/1.024=19.41×10-6Pa.s

上述条件下湿空气的密度为:

ρaw-aw=1.081 kg(湿空气)/m3(湿空气)

因此湿空气的运动黏度为:

νaw=μaw/ρaw-aw

=19.41×10-6/1.081

=17.96×10-6 m2/s

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