Zawartość
Lepkość jest ważnym parametrem w dynamice płynów - tak ważnym, że naukowcy pracujący w tej dziedzinie definiują dwa różne rodzaje, każdy z własnymi jednostkami. Wspólną jednostką do pomiaru lepkości dynamicznej jest pauza (P), która jest równa 1 gramowi na centymetr sekundę. Odpowiednią jednostką lepkości kinematycznej jest skok (St), który odpowiada 1 centymetrowi2 na sekundę. Obie jednostki są duże i ze względów praktycznych częściej stosuje się centipoise (cP) i centistoke (cSt), które są równe jednej setnej odpowiedniej całej jednostki. Łatwym sposobem konwersji z lepkości kinematycznej na dynamiczną jest pomnożenie wartości w centystokach przez ciężar właściwy cieczy, aby uzyskać odpowiednią wartość w centypuazach.
Dwa rodzaje lepkości
Definicja lepkości dynamicznej - lub bezwzględnej - to siła styczna na jednostkę powierzchni potrzebną do przesunięcia jednej płaszczyzny poziomej płynu w stosunku do innej płaszczyzny z prędkością jednostkową przy zachowaniu odległości jednostkowej między płaszczyznami. Innymi słowy, jest to miara wewnętrznego oporu płynów. Każdy, kto próbował przesunąć nóż przez melasę, wie, że ma on wyższą lepkość dynamiczną niż woda.
Lepkość kinematyczna jest definiowana jako stosunek lepkości dynamicznej do gęstości. Dwa płyny o tej samej lepkości dynamicznej mogą mieć bardzo różne wartości lepkości kinematycznej, w zależności od ich gęstości.
Pomiar lepkości
Aby zmierzyć lepkość dynamiczną, należy zastosować pewien rodzaj znanej siły zewnętrznej. Częstym sposobem pomiaru tej wielkości jest obrócenie sondy w cieczy i zmierzenie momentu obrotowego lub siły obrotowej potrzebnej do poruszenia sondy z określoną prędkością. Ponieważ lepkość kinematyczna nie zależy od ruchu lub siły zewnętrznej innej niż siła grawitacji, powszechnym sposobem jej pomiaru jest umożliwienie przepływu płynu przez skalibrowaną rurkę kapilarną.
Podczas pomiaru lepkości dynamicznej i kinematycznej ważne jest, aby wziąć pod uwagę temperaturę, ponieważ lepkość zmienia się w zależności od temperatury.
Ciężar właściwy ułatwia konwersję
Ciężar właściwy płynu, gazu lub ciała stałego to jego gęstość podzielona przez gęstość wody. Ponieważ woda ma gęstość 1 g / cm3 (1 g / ml), ciężar właściwy jest wartością bezwymiarową zasadniczo równą gęstości. Ten skrót ułatwia śledzenie jednostek podczas konwersji z lepkości dynamicznej na kinematyczną i odwrotnie. Dla dowolnego płynu lepkość kinematyczna w centystoksach Ciężar właściwy X = lepkość dynamiczna w centypuazach. Jeśli wykonujesz te same obliczenia przy użyciu gęstości zamiast ciężaru właściwego, musisz przeliczyć lepkość w centystoksach na stokesa, pomnożyć przez gęstość płynu wg / ml i przeliczyć wynik w postaci pauzy z powrotem na centipoise.
Kilka przykładów
W przypadku wody konwersja między centystokami i centypuazami jest łatwa, ponieważ woda ma ciężar właściwy 1. Lepkość kinematyczna wody przy 70 stopniach Fahrenheita (21 stopni Celsjusza) wynosi 1 centystok, a lepkość dynamiczna wynosi 1 centypuaz.
W temperaturze 68 stopni Fahrenheita (20 stopni Celsjusza) miód ma gęstość 1,42 g / ml (ciężar właściwy 1,42). Jego lepkość dynamiczna wynosi 10000 cP, więc lepkość kinematyczna wynosi 10000 cp / 1,42 = 7042 cSt.