na první pohled se viskozita jeví jako poměrně jednoduchý koncept. Pomáhá popsat, jak silný je produkt nebo jak dobře proudí. To je vše, ne?
ve skutečnosti existuje několik různých termínů, které spadají pod okruh viskozity. Tyto pojmy jsou odvozeny od toho, jak se měří viskozita. Když lidé mluví o viskozitě, mluví o jedné ze dvou věcí: kinematické viskozitě nebo dynamické viskozitě.,
není snadné najít mnoho informací o rozdílech mezi dynamickou a kinematickou viskozitou. Toto je můj pokus o objasnění těchto dvou hlavních konceptů.
jedním ze způsobů je měření odolnosti kapaliny vůči proudění při aplikaci vnější síly. Toto je dynamická viskozita.
druhou cestou je měření odporového toku tekutiny pod tíhou gravitace. Výsledkem je kinematická viskozita. Jinak řečeno, kinematická viskozita je měřítkem inherentní odolnosti kapaliny vůči proudění, když na ni nepůsobí žádná vnější síla, kromě gravitace.,
abych dále zkomplikoval můj pokus o zjednodušení těchto konceptů, dvě tekutiny, které mají stejnou dynamickou viskozitu, mohou mít různé kinematické viskozity. Je to proto, že kinematické výsledky jsou závislé na hustotě tekutiny. Hustota není faktorem s dynamickou viskozitou.
potřebujete obnovit hustotu?
hustota je poměr hmotnosti (nebo hmotnosti) vzorku dělený objemem vzorku. Zamyslete se nad kostkou ledu a kostkou oceli. Mohou mít stejnou velikost, ale Ocelová kostka váží více než kostka ledu., Proto říkáme, že ocel má větší hustotu než kostka ledu.
hmotnost (nebo hmotnost) tekutiny je určena gravitací. V kinematické metodě měření je gravitace jedinou silou, která působí na vzorek.
měření dynamické viskozity
rotační viskozimetry jsou jedním z populárnějších typů nástrojů používaných k měření dynamické viskozity. Tyto nástroje otáčejí sondu ve vzorku kapaliny. Viskozita je určena měřením síly – nebo točivého momentu-potřebného k otáčení sondy.,
rotační viskozimetr je zvláště užitečný při měření ne-Newtonských kapalin. Ne-Newtonské kapaliny mění viskozitu při vystavení různým podmínkám. Například některé z těchto kapalin vykazují zvýšení viskozity se zvýšením aplikované síly, zatímco jiné ne-newtonovské kapaliny snižují viskozitu se zvýšením aplikované síly.
rotační viskozimetr může nastavit rychlost otáčení sondy při pohybu v kapalině. Viskozimetr detekuje změnu viskozity vzorku, protože se mění rychlost, někdy nazývaná smyková rychlost.,
měrnou jednotkou pro dynamickou viskozitu je Centipoise (cP).
Měření Kinematické Viskozity
Existuje několik způsobů, jak najít kinematická viskozita tekutiny, ale nejběžnější metodou je stanovení, kdy bude tekutina proudit prostřednictvím kapilární trubice. Čas se převede přímo na kinematickou viskozitu pomocí kalibrační konstanty stanovené pro konkrétní trubici.
měrnou jednotkou kinematické viskozity jsou Centistokes (cSt).
základním rozdílem mezi dynamickými a kinematickými měřeními viskozity je hustota., Hustota ve skutečnosti poskytuje způsob, jak převést mezi kinematickým a dynamickým měřením viskozity. Vzorec pro přepočet je:
- Kinematická (cSt) x Hustota = Dynamic (cP)
- Dynamické (cP) / Hustota = Kinematická (cSt)
Pro daný vzorek, s hustotou větší než jedna, dynamická viskozita bude vždy vyšší číslo.
kdy byste měli používat dynamická měření viskozity?
zkoušíte dynamickou viskozitu, pokud chcete znát vnitřní odpor kapaliny nebo sílu potřebnou k pohybu jedné roviny kapaliny nad druhou.,
měření dynamické viskozity je nejužitečnější pro kapaliny, které mění své zdánlivé vlastnosti při použití síly nebo tlaku. Tyto kapaliny jsou známé jako ne-newtonské tekutiny. Non-Newtonian tekutiny jsou citlivé na změny v množství síly působící na ně, a někdy může dokonce trvale změnit jejich viskozita případě konstantní síly, byl na ně vyvíjen v průběhu času.
příkladem důležitosti dynamického měření viskozity je označení správných průtokových charakteristik kečupu., Tento produkt musí mít při průtoku nižší viskozitu, aby se dostal z láhve, ale musí být tlustý (nebo ne tak nakloněný k toku), když sedí na hamburgeru. Testování viskozity kečupu při různých rychlostech (rovnající se různým úrovním síly) pomůže zajistit, aby se kečup choval tak, jak by měl.
Další aplikace je v návrhu čerpacích systémů. Protože viskozita nenewtonovských kapalin se mění s rychlostí pohybu, tlak a rychlost čerpadla mají vážný dopad na specifikaci správného čerpadla, tlaku a velikosti potrubí., Testování výrobku při různých rychlostech pomůže poskytnout pokyny pro návrh čerpacího systému.
kdy byste měli používat měření kinematické viskozity?
toto měření se používá převážně pro newtonovské kapaliny-kapaliny, které nemění viskozitu se změnami aplikované síly (smyková rychlost).
testování mazacích olejů je významnou aplikací. Pomocí této zkušební metody lze určit změny viskozity při různých teplotách a za odlišných podmínek prostředí. Pomocí těchto informací lze vyhodnotit změny účinnosti mazání.,
některé další produkty, pro které je kinematická metoda vhodná, jsou olej, benzín, glycerin a alkohol.
měření viskozity Newtonských tekutin lze provést pomocí rotačních viskozimetrů (pomocí výše uvedeného vzorce konverze). Je však jednodušší používat kapilární nástroje. V některých případech jsou nástroje na bázi kapilár přesnější pro stanovení kinematické viskozity.,
Když potřebujete určit viskozitu vlastnosti kapalina, která není vystavena mimo fyzické síly (jinými slovy, když gravitace je pouze silou působící na kapalinu), kinematická by měl být metodou volby.
souhrn
newtonovské tekutiny mají vlastní viskozitu, která se nemění, když změníte sílu aplikovanou na kapalinu. Tato inherentní viskozita může být snadno a přesně měřena přístrojem kapilárního typu, pomocí gravitace k pohybu tekutiny.,
na druhé straně ne-newtonovské tekutiny vykazují široké změny viskozity na základě aplikované síly. Tyto testy vyžadují nástroje, jako jsou rotační viskozimetry, které mohou měřit změny v průběhu času a v řadě aplikovaných sil.
pro vymezení mezi těmito dvěma typy kapalin:
- Dynamická viskozita: viskozita související s vnější silou aplikovanou na ne-Newtonské tekutiny.
- Kinematická viskozita: inherentní viskozita newtonských tekutin, která se nemění se změnou aplikované síly.,
i když toto srovnání není vyčerpávající, doufám, že slouží k dalšímu pochopení rozdílů mezi dynamickou viskozitou a kinematickou viskozitou. Prosím, podělte se s každým, kdo by mohl mít zájem.
do příště,
Amanda
p. s. pokladní možnosti pro analýzu textury.
p. p. s. buďte první, kdo ví, kdy zveřejníme nový blogový článek. Přihlaste se k odběru v horní části stránky ještě dnes!
Leave a Reply