Περιεχόμενο
- Δύο είδη ιξώδους
- Μέτρηση του ιξώδους
- Η συγκεκριμένη βαρύτητα κάνει την μετατροπή ευκολότερη
- Μερικά παραδείγματα
Το ιξώδες είναι μια σημαντική παράμετρος στη δυναμική των υγρών - τόσο σημαντική που οι επιστήμονες που εργάζονται στον τομέα καθορίζουν δύο διαφορετικά είδη, το καθένα με τις δικές του μονάδες. Μια κοινή μονάδα για τη μέτρηση του δυναμικού ιξώδους είναι το poise (P), το οποίο ισούται με 1 γραμμάριο ανά εκατοστό-δευτερόλεπτο. Μία αντίστοιχη μονάδα για το κινηματικό ιξώδες είναι ο πύργος (St), ο οποίος ισοδυναμεί με 1 εκατοστό2 ανά δευτερόλεπτο. Και οι δύο μονάδες είναι μεγάλες και, για πρακτικούς σκοπούς, είναι πιο συνηθισμένες να χρησιμοποιούν τα centipoise (cP) και centistoke (cSt), τα οποία είναι ίσα με το ένα εκατοστό της αντίστοιχης ολόκληρης μονάδας. Ένας εύκολος τρόπος για να μετατραπεί από κινηματικό σε δυναμικό ιξώδες είναι να πολλαπλασιάσει την τιμή σε centistokes με τη συγκεκριμένη βαρύτητα του υγρού για να πάρει την αντίστοιχη τιμή σε centipoise.
Δύο είδη ιξώδους
Ο ορισμός του δυναμικού ή του απόλυτου ιξώδους είναι η εφαπτομένη δύναμη ανά μονάδα επιφανείας που χρειάζεται για να μετακινείται ένα οριζόντιο επίπεδο ενός ρευστού σε σχέση με ένα άλλο επίπεδο σε μία ταχύτητα μονάδας ενώ διατηρείται μία μοναδιαία απόσταση μεταξύ των επιπέδων. Με άλλα λόγια, το μέτρο της εσωτερικής αντίστασης των ρευστών στη ροή. Όποιος έχει προσπαθήσει να μετακινήσει ένα μαχαίρι από μελάσα γνωρίζει ότι έχει υψηλότερο δυναμικό ιξώδες από το νερό.
Το κινηματικό ιξώδες ορίζεται ως ο λόγος του δυναμικού ιξώδους προς την πυκνότητα. Δύο ρευστά με το ίδιο δυναμικό ιξώδες μπορούν να έχουν πολύ διαφορετικές τιμές για το κινηματικό ιξώδες, ανάλογα με την πυκνότητά τους.
Μέτρηση του ιξώδους
Για τη μέτρηση του δυναμικού ιξώδους, πρέπει να εφαρμοστεί κάποιος τύπος γνωστής εξωτερικής δύναμης. Ένας κοινός τρόπος μέτρησης αυτής της ποσότητας είναι να περιστρέψετε έναν ανιχνευτή στο υγρό και να μετρήσετε την ποσότητα ροπής ή τη δύναμη περιστροφής που απαιτείται για να μετακινήσετε τον καθετήρα σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα. Δεδομένου ότι το κινηματικό ιξώδες δεν εξαρτάται από την κίνηση ή από μια εξωτερική δύναμη διαφορετική από τη δύναμη της βαρύτητας, ένας κοινός τρόπος μέτρησης είναι να επιτρέπεται στο υγρό να ρέει μέσω ενός βαθμονομημένου τριχοειδούς σωλήνα.
Κατά τη μέτρηση του δυναμικού και κινηματικού ιξώδους, είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη η θερμοκρασία, επειδή το ιξώδες ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Η συγκεκριμένη βαρύτητα κάνει την μετατροπή ευκολότερη
Το ειδικό βάρος ενός ρευστού, αερίου ή στερεού είναι η πυκνότητά του διαιρούμενη με την πυκνότητα του νερού. Δεδομένου ότι το νερό έχει πυκνότητα 1 g / cm3 (1 g / ml), το ειδικό βάρος είναι μια αδιάστατη τιμή ουσιαστικά ίση με την πυκνότητα. Αυτή η συντόμευση διευκολύνει την παρακολούθηση των μονάδων κατά τη μετατροπή από δυναμικό σε κινηματικό ιξώδες και αντίστροφα. Για κάθε υγρό, το κινηματικό ιξώδες σε centistokes X ειδικό βάρος = το δυναμικό ιξώδες σε centipoise. Εάν κάνετε τον ίδιο υπολογισμό χρησιμοποιώντας πυκνότητα αντί για το ειδικό βάρος, πρέπει να μετατρέψετε το ιξώδες σε centistokes σε stokes, να πολλαπλασιάσετε με την πυκνότητα του υγρού σε g / ml και να μετατρέψετε το αποτέλεσμα σε poise πίσω σε centipoise.
Μερικά παραδείγματα
Στην περίπτωση του νερού, η μετατροπή μεταξύ centistokes και centipoise είναι εύκολη επειδή το νερό έχει ένα ειδικό βάρος 1. Το κινηματικό ιξώδες του νερού στους 70 βαθμούς Fahrenheit (21 βαθμοί Κελσίου) είναι 1 centistoke και το δυναμικό ιξώδες είναι 1 centipoise.
Σε 68 βαθμούς Φαρενάιτ (20 βαθμοί Κελσίου), το μέλι έχει πυκνότητα 1,42 γραμ. / Κ.εκ. (Ειδικό βάρος 1,42). Το δυναμικό ιξώδες του είναι 10.000 cP, επομένως το κινηματικό ιξώδες του είναι 10.000 cp / 1.42 = 7.042 cSt.