黏度單位換算:Pa·s、cP、mPa·s、St、cSt 與 ISO VG
黏度常見兩種量:動力黏度描述流體抵抗剪切變形的程度;運動黏度是動力黏度除以密度。兩者都叫「黏度」,但單位和換算方式不同。讀油品、塗料、食品或流體資料時,先找符號 η/μ(動力黏度)或 ν(運動黏度),再確認量測溫度和測試條件。查核日期:2026-10-06。
黏度單位快速換算方法表
| 要換算 | 算法 | 例子 |
|---|---|---|
| Pa·s → mPa·s | × 1,000 | 0.25 Pa·s = 250 mPa·s |
| mPa·s → Pa·s | ÷ 1,000 | 85 mPa·s = 0.085 Pa·s |
| cP → mPa·s | 數值相同 | 250 cP = 250 mPa·s |
| P → Pa·s | × 0.1 | 5 P = 0.5 Pa·s |
| cSt → mm²/s | 數值相同 | 68 cSt = 68 mm²/s |
| cSt → m²/s | × 10⁻⁶ | 68 cSt = 0.000068 m²/s |
| St → m²/s | × 10⁻⁴ | 1 St = 0.0001 m²/s |
| m²/s → cSt | × 1,000,000 | 0.00001 m²/s = 10 cSt |
| ft²/s → m²/s | × 0.09290304 | 1 ft²/s = 0.09290304 m²/s |
| lb/(ft·h) → Pa·s | × 0.0004133789 | 10 lb/(ft·h) ≈ 0.0041338 Pa·s |
記憶方法:1 cP = 1 mPa·s;1 cSt = 1 mm²/s。cP 和 cSt 數值只有在流體密度恰為 1 g/cm³ 時才相同;一般液體不可直接互換。
動力黏度單位完整對照
| 動力黏度單位 | 符號 | 等於多少 Pa·s | 說明 |
|---|---|---|---|
| 帕秒 | Pa·s | 1 | SI 單位,亦可寫 N·s/m² |
| 毫帕秒 | mPa·s | 0.001 | SI 十進倍數;數值與 cP 相同 |
| 微帕秒 | μPa·s | 0.000001 | 低黏度氣體或細微量級 |
| 泊 | P | 0.1 | CGS 動力黏度單位 |
| 厘泊 | cP | 0.001 | 1 cP = 1 mPa·s |
| 磅達秒每平方英尺 | poundal·s/ft² | 1.488164 | 英制力學與流體資料 |
| 磅力秒每平方英尺 | lbf·s/ft² | 47.88026 | 英制工程資料 |
| 磅力秒每平方英吋 | lbf·s/in² | 6,894.757 | 英制小尺度規格;注意秒與面積單位 |
| 磅每英尺小時 | lb/(ft·h) | 0.0004133789 | 英制資料中較少見的動黏度寫法 |
| 磅每英尺秒 | lb/(ft·s) | 1.488164 | 英制資料中較少見的動黏度寫法 |
| slug 每英尺秒 | slug/(ft·s) | 47.88026 | 英制一致單位系統 |
NIST 列出 Poise、cP 和多種英制動力黏度單位的轉換係數。本文將因子四捨五入至一般比對精度;精密流變或實驗室用途應使用原始標準列出的有效位數。
運動黏度單位完整對照
| 運動黏度單位 | 符號 | 等於多少 m²/s | 等於多少 mm²/s | 說明 |
|---|---|---|---|---|
| 平方公尺每秒 | m²/s | 1 | 1,000,000 | SI 單位 |
| 平方毫米每秒 | mm²/s | 0.000001 | 1 | SI 十進分單位 |
| 斯托克斯 | St | 0.0001 | 100 | CGS 單位 |
| 厘斯托克斯 | cSt | 0.000001 | 1 | 與 mm²/s 數值相同,常見於潤滑油規格 |
| 平方英尺每秒 | ft²/s | 0.09290304 | 92,903.04 | 英制運動黏度單位 |
動力黏度與運動黏度怎麼互換
兩者需同時知道液體密度,且使用同一溫度下的數值:
動力黏度 η = 運動黏度 ν × 密度 ρ
| 已知單位 | 直接換算式 | 範例 |
|---|---|---|
ν 為 m²/s、ρ 為 kg/m³ |
η (Pa·s) = ν × ρ |
68 × 10⁻⁶ m²/s × 860 kg/m³ = 0.05848 Pa·s |
ν 為 cSt、ρ 為 g/cm³ |
η (cP) = ν × ρ |
68 cSt × 0.86 g/cm³ = 58.48 cP |
η 為 cP、ρ 為 g/cm³ |
ν (cSt) = η ÷ ρ |
58.48 cP ÷ 0.86 = 68 cSt |
不能只憑 cP 和 cSt 的數值互換,除非密度已知。ASTM D445/ISO 3104 的液體測量流程可先量運動黏度,再乘同溫度密度計算動力黏度;不同溫度下密度和黏度都可能變化。
ISO VG 工業潤滑油完整級距
ISO VG 依 40°C 運動黏度分類。下表列出 ISO 3448 常見完整級距;級號對應中點值,允許範圍為中點的 ±10%。因 cSt 與 mm²/s 數值相同,兩者都可用於表列結果。
| ISO VG 級號 | 中點黏度(mm²/s 或 cSt @ 40°C) | 下限(−10%) | 上限(+10%) |
|---|---|---|---|
| 2 | 2.2 | 1.98 | 2.42 |
| 3 | 3.2 | 2.88 | 3.52 |
| 5 | 4.6 | 4.14 | 5.06 |
| 7 | 6.8 | 6.12 | 7.48 |
| 10 | 10 | 9 | 11 |
| 15 | 15 | 13.5 | 16.5 |
| 22 | 22 | 19.8 | 24.2 |
| 32 | 32 | 28.8 | 35.2 |
| 46 | 46 | 41.4 | 50.6 |
| 68 | 68 | 61.2 | 74.8 |
| 100 | 100 | 90 | 110 |
| 150 | 150 | 135 | 165 |
| 220 | 220 | 198 | 242 |
| 320 | 320 | 288 | 352 |
| 460 | 460 | 414 | 506 |
| 680 | 680 | 612 | 748 |
| 1,000 | 1,000 | 900 | 1,100 |
| 1,500 | 1,500 | 1,350 | 1,650 |
| 2,200 | 2,200 | 1,980 | 2,420 |
| 3,200 | 3,200 | 2,880 | 3,520 |
若量測值落在表列允許範圍,可與該 ISO VG 等級比較;中點不等於每一瓶油實際測出的數字。ISO VG 只分類指定溫度下的黏度,不代表抗磨、清潔或產品品質等級。
VG 2、3、5、7 的中點值依序為 2.2、3.2、4.6、6.8 mm²/s,級號是約略命名;其餘級距的級號與中點相同。這四個小級號因此不是將中點值截去小數。
ISO VG、SAE 機油號數和黏度計讀數不能直接互換
| 標示或測量方式 | 分類依據 | 讀表方式 | 為什麼不能只做單位換算 |
|---|---|---|---|
| ISO VG | 40°C 運動黏度 | 查上方級距表,例如 ISO VG 46 | 等級範圍以指定溫度的運動黏度為準 |
| SAE 引擎機油級數 | SAE J300 多種低溫與高溫測試條件 | 例如 0W-20、5W-30,查車用機油標準表 | W 級涉及低溫啟動/泵送測試,後段亦依指定測試;不等於單一 cSt 數值 |
| Saybolt Universal Seconds(SUS/S.U.S.) | 毛細管流出時間及指定溫度 | 需用 ASTM D2161 等對應表/公式,並確認溫度 | 秒數不是黏度單位的線性 SI 前綴,換算依範圍和測量溫度 |
| Saybolt Furol Seconds(SFS) | 特定黏度範圍的流出時間 | 按標準適用的溫度和範圍查表 | 不可與 SUS 或 cSt 當成固定常數倍數 |
SAE J300 汽車機油黏度級數和 API/ILSAC/ACEA 性能分類,另見機油規格:SAE 黏度、API、ILSAC 與 ACEA 對照。工業 ISO VG 等級不等於 SAE 引擎油級數;黏度單位相同也不能取代設備製造商指定的油品規格。
溫度和流體型態會影響黏度比較
| 條件 | 對比較的影響 | 核對方式 |
|---|---|---|
| 溫度不同 | 多數液體的黏度會隨溫度改變,油品數值尤其如此 | 先比較同溫度數據,例如 40°C 或 100°C |
| 液體密度不同 | 相同運動黏度不代表相同動力黏度 | 用同溫度密度代入 η = ρν |
| 剪切速率不同 | 非牛頓流體的表觀黏度會隨測試條件改變 | 檢查方法、轉子、剪切率和儀器資料 |
| 儀器和標準不同 | 流出時間、旋轉黏度計、毛細管法的讀數代表不同程序 | 以產品規格指定的 ASTM/ISO 方法為準 |
來源與延伸閱讀
- NIST:Appendix B.9—Viscosity Conversion Factors:列出動力黏度與運動黏度的 SI、CGS 和英制換算因子。
- NIST:Guide to the SI, Chapter 8.8 Viscosity:指出動力黏度 SI 單位為 Pa·s,運動黏度為 m²/s,並區分 poise/stokes。
- ISO 3448:1992—Industrial Liquid Lubricants, ISO Viscosity Classification:工業液體潤滑劑 ISO 黏度分級標準;ISO 網站標示此版於 2023 年複審確認仍為現行版。
- ISO 3104:2023—Determination of Kinematic Viscosity:石油產品毛細管法量測運動黏度並計算動力黏度的方法;新一版 ISO/CD 3104 正在制定中,正式測試以現行標準版本為準。
- ASTM D2422—Industrial Fluid Lubricants by Viscosity System:說明 ISO VG 等工業潤滑油分級的用途、級距和 40°C 參考溫度。
- ASTM D2161—Conversion of Kinematic Viscosity to Saybolt Universal or Furol Viscosity:SUS/SFS 流出時間與運動黏度間的標準換算方法。
- 機油規格對照:SAE 黏度、API、ILSAC 與 ACEA:汽車引擎機油黏度級數及性能分類。
- 密度單位資料:查液體密度單位及密度和比重的差異。
本文單位換算因子適合一般規格比對;ISO VG 的量測溫度為 40°C,SAE、SUS/SFS 以及非牛頓流體還須依各自標準條件判讀。黏度級別只表達黏度分類,不取代設備或車輛手冊的油品選用要求。查核日期:2026-10-06。