na pierwszy rzut oka lepkość wydaje się dość prostą koncepcją. Pomaga opisać, jak gruby jest produkt lub jak dobrze płynie. To wszystko, prawda?
w rzeczywistości pod pojęciem lepkości kryje się kilka różnych pojęć. Terminy te pochodzą od sposobu pomiaru lepkości. Kiedy ludzie mówią o lepkości, mówią o jednej z dwóch rzeczy: lepkości kinematycznej lub lepkości dynamicznej.,
nie jest łatwo znaleźć wiele informacji na temat różnic między lepkością dynamiczną i kinematyczną. Jest to moja próba wyjaśnienia tych dwóch podstawowych pojęć.
jednym ze sposobów jest pomiar oporu płynu na przepływ, gdy przyłożona jest siła zewnętrzna. Jest to Lepkość dynamiczna.
innym sposobem jest pomiar rezystancyjnego przepływu cieczy pod ciężarem grawitacji. Rezultatem jest lepkość kinematyczna. Innymi słowy, Lepkość kinematyczna jest miarą wrodzonego oporu płynu do przepływu, gdy żadna siła zewnętrzna, z wyjątkiem grawitacji, nie działa na niego.,
aby jeszcze bardziej skomplikować moją próbę uproszczenia tych pojęć, dwa płyny o tej samej lepkości dynamicznej mogą mieć różne lepkości kinematyczne. Wynika to z faktu, że wyniki kinematyczne zależą od gęstości płynu. Gęstość nie jest czynnikiem o lepkości dynamicznej.
potrzebujesz odświeżenia na gęstość?
gęstość to stosunek masy (lub masy) próbki podzielonej przez objętość próbki. Pomyśl o kostce lodu i kostce ze stali. Mogą być tego samego rozmiaru, ale stalowa kostka waży więcej niż kostka lodu., Dlatego mówimy, że stal ma większą gęstość niż kostka lodu.
masa (lub masa) płynu jest określona grawitacyjnie. W kinematycznej metodzie pomiaru grawitacja jest jedyną siłą działającą na próbkę.
pomiar lepkości dynamicznej
lepkościomierze rotacyjne są jednym z bardziej popularnych typów przyrządów służących do pomiaru lepkości dynamicznej. Przyrządy te obracają sondę w cieczy. Lepkość jest określana przez pomiar siły lub momentu obrotowego potrzebnej do obrócenia sondy.,
lepkościomierz rotacyjny jest szczególnie przydatny w pomiarach cieczy nienowotworowych. Ciecze nienowotworowe zmieniają lepkość pod wpływem różnych warunków. Na przykład, niektóre z tych cieczy wykazują wzrost lepkości ze wzrostem przyłożonej siły, podczas gdy inne nie-Newtonowskie ciecze zmniejszają lepkość ze wzrostem przyłożonej siły.
lepkościomierz obrotowy może regulować prędkość obrotową sondy podczas ruchu w cieczy. Lepkościomierz wykrywa zmiany lepkości próbki, gdy zmienia się prędkość, czasami nazywana szybkością ścinania.,
jednostką miary lepkości dynamicznej jest CP.
pomiar lepkości kinematycznej
istnieje kilka sposobów na określenie lepkości kinematycznej płynu, ale najczęstszą metodą jest określenie czasu, w jakim płyn przepływa przez rurkę kapilarną. Czas jest zamieniany bezpośrednio na lepkość kinematyczną przy użyciu stałej kalibracyjnej zapewnionej dla konkretnej rury.
jednostką miary lepkości kinematycznej jest Centystokes (cSt).
podstawową różnicą między pomiarami lepkości dynamicznej i kinematycznej jest gęstość., Gęstość umożliwia konwersję między pomiarem lepkości kinematycznej i dynamicznej. Wzór na konwersję to:
- kinematyczna (cSt) X gęstość = dynamiczna (cP)
- dynamiczna (cP) / gęstość = kinematyczna (cSt)
dla danej próbki, o gęstości większej niż jedna, Lepkość dynamiczna zawsze będzie wyższa liczba.
kiedy należy stosować pomiary lepkości dynamicznej?
testujesz lepkość dynamiczną, gdy chcesz poznać opór wewnętrzny płynu lub siłę potrzebną do przesunięcia jednej płaszczyzny cieczy nad inną.,
pomiar lepkości dynamicznej jest najbardziej przydatny dla cieczy, które zmieniają swoją pozorną charakterystykę w miarę przyłożenia siły lub ciśnienia. Ciecze te są znane jako płyny nie-Newtonowskie. Płyny nienewtonowskie są wrażliwe na zmiany wielkości siły wywieranej na nie, a czasami mogą nawet trwale zmieniać ich lepkość, jeśli w danym okresie czasu wywierana jest na nie stała siła.
przykładem znaczenia pomiaru lepkości dynamicznej jest wskazanie właściwej charakterystyki przepływu keczupu., Ten produkt musi mieć mniejszą lepkość podczas przepływu, aby wydostać się z butelki, ale musi być gruby (lub nie tak skłonny do przepływu), gdy siedzi na hamburgerze. Badanie lepkości ketchupu przy różnych prędkościach (przy różnych poziomach siły) pomoże upewnić się, że ketchup zachowuje się tak, jak powinien.
kolejna aplikacja jest w projektowaniu systemów pompowych. Ponieważ lepkość cieczy innych niż Newtonowskie zmienia się wraz z prędkością ruchu, ciśnienie i prędkość pompy mają poważny wpływ na specyfikację odpowiednich pomp, ciśnienia i wielkości rurociągów., Testowanie produktu przy różnych prędkościach pomoże opracować wytyczne dotyczące projektowania układu pompowego.
kiedy należy stosować pomiary lepkości kinematycznej?
pomiar ten jest stosowany głównie dla cieczy newtonowskich – cieczy, które nie zmieniają lepkości ze zmianami przyłożonej siły (szybkości ścinania).
testowanie olejów smarowych jest znaczącym zastosowaniem. Za pomocą tej metody badania można określić zmiany lepkości w różnych temperaturach i w różnych warunkach środowiskowych. Dzięki tym informacjom można ocenić zmiany w skuteczności smarowania.,
niektóre inne produkty, dla których metoda kinematyczna jest odpowiednia to olej, benzyna, gliceryna i alkohol.
pomiar lepkości dla płynów newtonowskich można wykonać za pomocą lepkościomierzy rotacyjnych (za pomocą wzoru przeliczeniowego podanego powyżej). Jednak prostsze jest stosowanie instrumentów opartych na kapilarach. W niektórych przypadkach przyrządy oparte na kapilarach są dokładniejsze do określania lepkości kinematycznej.,
gdy trzeba określić charakterystykę lepkości cieczy, która nie jest narażona na zewnętrzne siły fizyczne (innymi słowy, gdy grawitacja jest jedyną siłą działającą na ciecz), metodą wyboru powinna być kinematyka.
podsumowanie
płyny Newtonowskie mają lepkość wewnętrzną, która nie zmienia się w miarę zmiany siły przyłożonej do cieczy. Tę lepkość wrodzoną można łatwo i dokładnie zmierzyć za pomocą przyrządu typu kapilarnego, wykorzystując grawitację do przemieszczania płynu.,
z drugiej strony, płyny nie-Newtonowskie wykazują duże wahania lepkości w zależności od przyłożonej siły. Badania te wymagają takich przyrządów, jak lepkościomierze rotacyjne, które mogą mierzyć zmiany w czasie i w zakresie przyłożonych sił.
określenie pomiędzy tymi dwoma rodzajami cieczy:
- Lepkość dynamiczna: lepkość związana z siłą zewnętrzną przyłożoną do płynów nienowotworowych.
- Lepkość kinematyczna: Lepkość właściwa płynów newtonowskich, która nie zmienia się wraz ze zmianą przyłożonej siły.,
choć to porównanie nie jest wyczerpujące, mam nadzieję, że pomoże Ci lepiej zrozumieć różnice między lepkością dynamiczną a lepkością kinematyczną. Proszę podzielić się nim z każdym, kto może być zainteresowany.
do następnego razu
Amanda
P. S. sprawdź opcje analizy tekstur.
P. P. S. bądź pierwszy, gdy zamieścimy nowy artykuł na blogu. Zapisz się na górze Strony Już Dziś!
Leave a Reply