vid första anblicken verkar viskositeten som ett ganska enkelt koncept. Det hjälper till att beskriva hur tjock en produkt är, eller hur bra den flyter. Det är okej, eller hur?
i verkligheten finns det flera olika termer som kommer under rubriken viskositet. Dessa termer härrör från hur viskositeten mäts. När folk pratar om viskositet talar de om en av två saker: kinematisk viskositet eller Dynamisk viskositet.,
det är inte lätt att hitta mycket information om skillnaderna mellan dynamisk och kinematisk viskositet. Detta är mitt försök att få klarhet i dessa två huvudkoncept.
ett sätt är att mäta vätskans motståndskraft mot flöde när en yttre kraft appliceras. Detta är dynamisk viskositet.
det andra sättet är att mäta det resistiva flödet av en vätska under tyngdkraften. Resultatet är kinematisk viskositet. Sätt ett annat sätt, kinematisk viskositet är måttet på en fluids inneboende motståndskraft mot flöde när ingen yttre kraft, förutom gravitation, verkar på den.,
för att ytterligare komplicera mitt försök att förenkla dessa begrepp kan två vätskor som har samma dynamiska viskositet ha olika kinematiska viskositeter. Detta beror på att kinematiska resultat är beroende av vätskans densitet. Densitet är inte en faktor med dynamisk viskositet.
behöver du en repetition på densitet?
densitet är förhållandet mellan provets massa (eller vikt) dividerat med provets volym. Tänk på en isbit och en kub av stål. De kan vara lika stora, men stålkuben väger mer än iskuben., Därför säger vi att stål har en större densitet än isbit.
massan (eller vikten) av en vätska bestäms av gravitationen. I den kinematiska mätmetoden är gravitationen den enda kraft som verkar på provet.
mätning av Dynamisk viskositet
Rotationsviskosimetrar är en av de mer populära typerna av instrument som används för att mäta dynamisk viskositet. Dessa instrument roterar en sond i vätskeprovet. Viskositeten bestäms genom att mäta kraften – eller vridmomentet-som behövs för att vrida sonden.,
rotationsviskometern är särskilt användbar vid mätning av icke-newtonska vätskor. Icke-newtoniska vätskor förändrar viskositeten vid exponering för olika förhållanden. Till exempel visar några av dessa vätskor en ökning av viskositeten med en ökning av applicerad kraft medan andra icke-newtonska vätskor minskar viskositeten med en ökning av applicerad kraft.
rotationsviskometern kan justera sondens vridhastighet när den rör sig i vätskan. Viscometern detekterar variationen i viskositeten hos provet som hastigheten, ibland kallar skjuvhastighet, ändras.,
måttenhet för dynamisk viskositet är Centipoise (cP).
mätning av Kinematisk viskositet
det finns flera sätt att hitta den kinematiska viskositeten hos en vätska, men den vanligaste metoden är att bestämma den tid det tar en vätska att strömma genom ett kapillärrör. Tiden omvandlas direkt till kinematisk viskositet med hjälp av en kalibreringskonstant som tillhandahålls för det specifika röret.
måttenhet för kinematisk viskositet är Centistokes (cSt).
en grundläggande skillnad mellan de dynamiska och kinematiska viskositetsmätningarna är densitet., Densitet ger faktiskt ett sätt att konvertera mellan en kinematisk och en dynamisk viskositetsmätning. Formeln för omvandlingen är:
- kinematisk (cSt) X densitet = dynamisk (CP)
- dynamisk (CP) / densitet = kinematisk (CST)
för ett givet prov, med en densitet som är större än en, kommer dynamisk viskositet alltid att vara det högre antalet.
När ska du använda dynamiska Viskositetsmätningar?
du testar dynamisk viskositet när du vill veta det inre motståndet hos en vätska, eller den kraft som krävs för att flytta ett plan av vätskan över en annan.,
mätningen av dynamisk viskositet är mest användbar för vätskor som förändrar deras uppenbara egenskaper när kraft eller tryck appliceras. Dessa vätskor är kända som icke-newtonska vätskor. Icke-newtonska vätskor är känsliga för förändringar i den mängd kraft som utövas på dem, och kan ibland till och med permanent ändra sin viskositet om en konstant kraft har utövats på dem under en tidsperiod.
ett exempel på vikten av dynamisk viskositetsmätning är att indikera ketchups korrekta flödesegenskaper., Denna produkt måste ha lägre viskositet när den flyter, för att få den ur flaskan, men måste vara tjock (eller inte lika benägen att flöda) när man sitter på burgeren. Att testa viskositeten hos ketchupen vid olika hastigheter (som motsvarar olika kraftnivåer) hjälper till att säkerställa att ketchupen beter sig som den borde.
ett annat program är i utformningen av pumpsystem. Eftersom viskositeten hos icke-newtonska vätskor förändras med rörelsens hastighet, har tryck och pumphastighet allvarlig inverkan på specifikationen av korrekta pumpar, tryck och rörstorlek., Testning av produkten vid olika hastigheter hjälper till att ge riktlinjer för pumpsystemets utformning.
När ska du använda kinematiska Viskositetsmätningar?
denna mätning används främst för newtonska vätskor – vätskor som inte ändrar viskositeten med förändringar i tillämpad kraft (skjuvhastighet).
testning av smörjoljor är en signifikant applikation. Med hjälp av denna testmetod kan förändringar i viskositet vid olika temperaturer och under olika miljöförhållanden bestämmas. Med denna information kan förändringar i smörjningseffektivitet utvärderas.,
några andra produkter för vilka den kinematiska metoden är lämplig är olja, bensin, glycerin och alkohol.
viskositetsmätning för newtonska vätskor kan åstadkommas med hjälp av roterande viskosimetrar (via den omvandlingsformel som anges ovan). Det är dock enklare att använda kapillärbaserade instrument. I vissa fall är kapillärbaserade instrument mer exakta för bestämning av kinematisk viskositet.,
När du behöver bestämma viskositetsegenskaperna hos en vätska som inte utsätts för yttre fysiska krafter (med andra ord när gravitationen är den enda kraften som verkar på vätskan), bör kinematisk vara valmetoden.
sammanfattning
newtonska vätskor har en inneboende viskositet som inte förändras när du ändrar kraften som appliceras på vätskan. Denna inneboende viskositet kan enkelt och noggrant mätas med en kapillärtypsapparat, med gravitation för att flytta vätskan.,
å andra sidan uppvisar icke-newtonska vätskor stora variationer i viskositeten baserat på den applicerade kraften. Dessa tester kräver instrument som roterande viskosimetrar som kan mäta förändringar över tid och över en rad tillämpade krafter.
för att avgränsa mellan dessa två typer av vätskor:
- dynamisk Viskositet: Viskositet relaterad till den yttre kraft som appliceras på icke-newtonska vätskor.
- Kinematisk viskositet: inneboende viskositet hos newtonska vätskor, som inte förändras med en förändring av applicerad kraft.,
även om denna jämförelse inte är uttömmande, hoppas jag att den tjänar till att ytterligare förstå skillnaderna mellan dynamisk viskositet och kinematisk viskositet. Vänligen dela den med alla som kan vara intresserade.
tills nästa gång,
Amanda
P. S. Checkout alternativen för Texture Analysis.
P. P. S. vara den första att veta när vi lägger upp en ny bloggartikel. Prenumerera högst upp på sidan idag!
Leave a Reply