Qual è la differenza tra viscosità dinamica e cinematica?

A prima vista, la viscosità sembra un concetto abbastanza semplice. Aiuta a descrivere quanto spesso un prodotto è, o quanto bene scorre. Tutto qui, vero?

In realtà, ci sono diversi termini che rientrano nella voce di viscosità. Questi termini derivano da come viene misurata la viscosità. Quando si parla di viscosità, si parla di una delle due cose: viscosità cinematica o viscosità dinamica.,

Non è facile trovare molte informazioni sulle differenze tra viscosità dinamica e cinematica. Questo è il mio tentativo di portare chiarezza a questi due concetti principali.

Un modo è quello di misurare la resistenza di un fluido al flusso quando viene applicata una forza esterna. Questa è viscosità dinamica.

L’altro modo è misurare il flusso resistivo di un fluido sotto il peso della gravità. Il risultato è la viscosità cinematica. In altre parole, la viscosità cinematica è la misura della resistenza intrinseca di un fluido al flusso quando nessuna forza esterna, tranne la gravità, agisce su di esso.,

Per complicare ulteriormente il mio tentativo di semplificare questi concetti, due fluidi che hanno la stessa viscosità dinamica possono avere diverse viscosità cinematiche. Questo perché i risultati cinematici dipendono dalla densità del fluido. La densità non è un fattore con viscosità dinamica.

Hai bisogno di un aggiornamento sulla densità?

La densità è il rapporto tra la massa (o il peso) del campione diviso per il volume del campione. Pensa a un cubetto di ghiaccio e un cubetto di acciaio. Possono avere le stesse dimensioni, ma il cubo d’acciaio pesa più del cubetto di ghiaccio., Pertanto, diciamo che l’acciaio ha una densità maggiore del cubetto di ghiaccio.

La massa (o peso) di un fluido è determinata dalla gravità. Nel metodo di misurazione cinematica, la gravità è l’unica forza che agisce sul campione.

Misurazione della viscosità dinamica

I viscosimetri rotazionali sono uno dei tipi più diffusi di strumenti utilizzati per misurare la viscosità dinamica. Questi strumenti ruotano una sonda nel campione liquido. La viscosità è determinata misurando la forza – o la coppia-necessaria per ruotare la sonda.,

Il viscosimetro rotazionale è particolarmente utile nella misurazione di liquidi non newtoniani. I liquidi non newtoniani cambiano viscosità se esposti a condizioni diverse. Ad esempio, alcuni di questi liquidi mostrano un aumento della viscosità con un aumento della forza applicata mentre altri liquidi non newtoniani diminuiscono della viscosità con un aumento della forza applicata.
Il viscosimetro rotazionale può regolare la velocità di rotazione della sonda mentre si muove nel liquido. Il viscosimetro rileva la variazione della viscosità del campione quando la velocità, a volte chiamata velocità di taglio, viene modificata.,

L’unità di misura per la viscosità dinamica è Centipoise (cP).

Misurazione della viscosità cinematica

Esistono diversi modi per trovare la viscosità cinematica di un fluido, ma il metodo più comune è determinare il tempo necessario a un fluido per fluire attraverso un tubo capillare. Il tempo viene convertito direttamente in viscosità cinematica utilizzando una costante di calibrazione fornita per il tubo specifico.

L’unità di misura della viscosità cinematica è Centistokes (cSt).

Una differenza fondamentale tra le misure di viscosità dinamica e cinematica è la densità., La densità fornisce effettivamente un modo per convertire tra una misurazione della viscosità cinematica e una dinamica. La formula per la conversione è:

• Cinematica (cSt) x Density = Dynamic (cP)
• Dynamic (cP)/Density = Cinematica (cSt)

Per un dato campione, con una densità maggiore di uno, la viscosità dinamica sarà sempre il numero più alto.

Quando utilizzare le misure di viscosità dinamica?

Si verifica la viscosità dinamica quando si desidera conoscere la resistenza interna di un fluido o la forza necessaria per spostare un piano del liquido su un altro.,

La misurazione della viscosità dinamica è più utile per i liquidi che cambiano le loro caratteristiche apparenti come forza o pressione viene applicata. Questi liquidi sono noti come fluidi non newtoniani. I fluidi non newtoniani sono sensibili ai cambiamenti nella quantità di forza esercitata su di essi e talvolta possono anche cambiare in modo permanente la loro viscosità se una forza costante è stata esercitata su di essi per un periodo di tempo.

Un esempio dell’importanza della misurazione dinamica della viscosità è quello di indicare le caratteristiche di flusso del ketchup., Questo prodotto deve avere una viscosità inferiore mentre scorre, per farlo uscire dalla bottiglia, ma deve essere spesso (o meno incline al flusso) quando si è seduti sull’hamburger. Testare la viscosità del ketchup a velocità diverse (pari a diversi livelli di forza) contribuirà a garantire che il ketchup si comporti come dovrebbe.

Un’altra applicazione è nella progettazione di sistemi di pompaggio. Poiché la viscosità dei liquidi non newtoniani cambia con la velocità di movimento, la pressione e la velocità della pompa hanno un grave impatto sulle specifiche delle pompe, della pressione e delle dimensioni delle tubazioni., Testare il prodotto a velocità diverse contribuirà a fornire linee guida per la progettazione del sistema di pompaggio.

Quando utilizzare le misure di viscosità cinematica?

Questa misurazione viene utilizzata principalmente per liquidi newtoniani – liquidi che non cambiano la viscosità con variazioni della forza applicata (velocità di taglio).

Testare gli oli lubrificanti è un’applicazione significativa. Utilizzando questo metodo di prova, è possibile determinare variazioni di viscosità a diverse temperature e in diverse condizioni ambientali. Con queste informazioni, è possibile valutare i cambiamenti nell’efficacia della lubrificazione.,

Alcuni altri prodotti per i quali è adatto il metodo cinematico sono olio, benzina, glicerina e alcol.

La misurazione della viscosità per fluidi newtoniani può essere eseguita utilizzando viscosimetri rotazionali (tramite la formula di conversione sopra elencata). Tuttavia, è più semplice utilizzare strumenti basati su capillari. In alcuni casi, gli strumenti a base capillare sono più accurati per determinare la viscosità cinematica.,

Quando è necessario determinare le caratteristiche di viscosità di un liquido che non è esposto a forze fisiche esterne (in altre parole, quando la gravità è l’unica forza che agisce sul liquido), cinematica dovrebbe essere il metodo di scelta.

Sommario

I fluidi newtoniani hanno una viscosità intrinseca che non cambia quando si modifica la forza applicata al liquido. Questa viscosità intrinseca può essere misurata facilmente e con precisione con un apparato di tipo capillare, utilizzando la gravità per spostare il fluido.,

D’altra parte, i fluidi non newtoniani presentano ampie variazioni di viscosità in base alla forza applicata. Questi test richiedono strumenti come viscosimetri rotazionali in grado di misurare le variazioni nel tempo e su una gamma di forze applicate.

Per delineare tra questi due tipi di liquidi:

• Viscosità dinamica: viscosità correlata alla forza esterna applicata ai fluidi non newtoniani.
• Viscosità cinematica: viscosità intrinseca dei fluidi newtoniani, che non cambia con una variazione della forza applicata.,

Anche se questo confronto non è esaustivo, spero che serva a migliorare la comprensione delle differenze tra viscosità dinamica e viscosità cinematica. Si prega di condividere con chiunque possa essere interessato.

Fino alla prossima volta,

Amanda

PS Verifica le opzioni per l’analisi delle texture.
P. P. S. Sii il primo a sapere quando pubblichiamo un nuovo articolo sul blog. Iscriviti nella parte superiore della pagina oggi!