Sadržaj
Viskoznost je važan parametar u dinamici fluida - toliko je važno da znanstvenici koji rade na terenu definiraju dvije različite vrste, svaka sa svojim jedinicama. Uobičajena jedinica za mjerenje dinamičke viskoznosti je poza (P), koja je jednaka 1 gram po centimetru-sekundi. Odgovarajuća jedinica za kinematičku viskoznost je zarez (St), što je ekvivalent 1 centimetar2 po sekundi. Obje jedinice su velike, a u praktične svrhe uobičajenije je koristiti centipoazu (cP) i centistoku (cSt), koja je jednaka stotini odgovarajuće cijele jedinice. Jednostavan način pretvaranja iz kinematskog u dinamički viskozitet je umnožavanje vrijednosti u centistokama specifične težine tekućine da bi se dobila odgovarajuća vrijednost u centipoi.
Dvije vrste viskoznosti
Definicija dinamičke - ili apsolutne - viskoznosti je tangencijalna sila po jedinici površine koja je potrebna za pomicanje jedne horizontalne ravnine fluida u odnosu na drugu ravninu s jedinstvenom brzinom, uz održavanje jedinične udaljenosti između ravnina. Drugim riječima, mjera je unutarnjeg otpora fluida protoka. Svatko tko je pokušao pomicati nož melasijom zna da on ima veću dinamičku viskoznost od vode.
Kinematička viskoznost definirana je kao odnos dinamičke viskoznosti prema gustoći. Dvije tekućine s istom dinamičkom viskoznošću mogu imati vrlo različite vrijednosti za kinematičku viskoznost, ovisno o njihovoj gustoći.
Mjerenje viskoznosti
Za mjerenje dinamičke viskoznosti potrebno je primijeniti neku vrstu poznate vanjske sile. Uobičajeni način mjerenja ove količine je rotiranje sonde u tekućini i mjerenje količine okretnog momenta ili rotacijske sile potrebne za pomicanje sonde određenom brzinom. Budući da kinematička viskoznost ne ovisi o gibanju ili vanjskoj sili koja nije sila gravitacije, uobičajeni način mjerenja je omogućavanje da tekućina teče kroz kalibriranu kapilarnu cijev.
Pri mjerenju dinamičke i kinematičke viskoznosti važno je uzeti u obzir temperaturu, jer viskoznost varira s temperaturom.
Specifična gravitacija olakšava pretvaranje
Specifična težina tekućine, plina ili krute tvari je njegova gustoća podijeljena s gustoćom vode. Budući da voda ima gustoću od 1 g / cm3 (1 g / ml), specifična težina je bezdimenzijska vrijednost u osnovi jednaka gustoći. Ova prečica olakšava praćenje jedinica prilikom pretvaranja iz dinamičke u kinematsku viskoznost i obrnuto. Za bilo koju tekućinu, kinematička viskoznost u centistoksima X specifična gravitacija = dinamička viskoznost u centipoi. Ako napravite isti izračun koristeći gustoću umjesto specifične težine, morate viskozitet u centistokama pretvoriti u stuks, pomnožiti s gustoćom tekućine u g / ml i pretvoriti rezultat u struji natrag u centipoise.
Neki primjeri
U slučaju vode, pretvaranje između centistoka i centipoeze je jednostavno, jer voda ima specifičnu težinu 1. Kinematička viskoznost vode na 70 stupnjeva Fahrenheita (21 stupanj Celzija) je 1 centistoka, a dinamička viskoznost je 1 centipoaza.
Na 68 stupnjeva Farenhita (20 stupnjeva Celzija), med ima gustoću 1,42 g / ml (specifična težina 1,42). Njegova dinamička viskoznost je 10 000 cP, tako da je kinematička viskoznost 10 000 cp /1,42 = 7,042 cSt.