Co je dynamická viskozita?

Dynamická viskozita kapaliny je definována jako aplikované smykové napětí děleno gradientem rychlosti dosaženým při působení smykové síly na tekutinu. Viskozita se mezi tekutinami velmi liší. To je důležité v toku tekutin.

Termín používaný k popisu odporu tekutiny vůči toku je viskozita. Sirup je viskóznější než voda; melasa viskóznější než sirup. Viskozita je výsledkem snadnosti, s jakou molekuly vzájemně proklouzávají a je funkcí chemie, tvaru a teploty molekul. Také plyny mají různé viskozity. Při stejné teplotě je kyslík dvakrát tak viskózní jako vodík nebo amoniak, zatímco viskozita dusíku leží uprostřed.

Klasické měření viskozity pochází ze zkoušky sestávající ze dvou hladkých desek oddělených tenkým filmem tekutiny. Spodní deska je nehybná. Experimentátor se pomocí známé síly pokouší posunout horní desku kolem spodní desky. Ve filmu kapaliny mají molekuly vedle spodní desky nulovou rychlost. Molekuly tekutiny vedle horní desky mají stejnou rychlost jako horní deska.

I když tekutinou může být buď plyn nebo kapalina, je v tomto testu snadnější myslet na kapaliny. Je-li látkou oddělující destičky voda, bude horní deska velmi snadno klouzat do strany. U melasy jako kapaliny se bude horní deska pohybovat pomalu a se stejnou silou.

Smyková síla je ve směru síly, na rozdíl od tahových sil nebo tlakových sil, což by v tomto případě byly síly potřebné k tomu, aby se desky posunuly od sebe nebo k sobě přiblížily. Smykové napětí je smyková síla dělená jednotkovou plochou a je vyjádřena v newtonech na metr čtvereční (N / m2) nebo pascaly (Pa). Výpočty viskozity se obvykle provádějí v metrických jednotkách.

Rychlostní gradient je rozdíl rychlosti proudění kapaliny vedle spodní desky, který je nulový, ve srovnání s kapalinou vedle horní desky, která je stejná jako rychlost horní desky. Dynamická viskozita je pak smykové napětí děleno smykovou rychlostí a měří se v pascalech (Pa-s). Prakticky se měří viskozita v centipoise (cPo). Jedna centipoise se rovná jedné milipascal sekundě.

Dalším měřítkem viskozity je kinematická viskozita. Kinematická viskozita je dynamická viskozita dělená hustotou kapaliny. Kinematická viskozita se měří snadněji než dynamická viskozita, proto se často používá k určení dynamické viskozity.

Newtonovská tekutina si udržuje konstantní dynamickou viskozitu nezávislou na smykové rychlosti. Kečup je nenewtonská tekutina. Má nízkou dynamickou viskozitu, když je průtok nízký, ale při zvýšení průtoku se stává téměř stejně tekutým jako voda. To vysvětluje, proč lidé protřepávají kečupové lahve, aby urychlili tok kečupu, ale nakonec skončili s příliš velkým množstvím na talíři.