Wat is het verschil tussen dynamische en kinematische viscositeit?
De viscositeit van een vloeistof is een belangrijke fysische eigenschap die het gedrag van de vloeistof tijdens het stromen beïnvloedt. Sterk viskeuze vloeistoffen zijn beter bestand tegen vervorming door stress en stromen minder gemakkelijk, terwijl minder viskeuze vloeistoffen gemakkelijker stromen en minder stressbestendig zijn. De twee belangrijkste manieren om viscositeit te meten zijn in termen van dynamische en kinematische viscositeit. Deze maatregelen hangen met elkaar samen, maar hebben verschillende toepassingen.
Dynamische viscositeit, ook wel absolute viscositeit genoemd, is de meest gebruikte meting. Het meet de weerstand van een vloeistof om te stromen - met andere woorden, de interne wrijving van de vloeistof, of hoe gemakkelijk het kan vervormen onder mechanische spanning bij een gegeven temperatuur en druk. De technische definitie van dynamische viscositeit is de verhouding tussen schuifspanning en snelheidsgradiënt. Wanneer kracht loodrecht op het oppervlak van een vloeistof wordt uitgeoefend, vervormt deze zijwaarts of schuift. Het gemak of de moeilijkheid van deze vervorming is de dynamische viscositeit, soms eenvoudigweg aangeduid als viscositeit.
Kinematische viscositeit, daarentegen, meet de weerstand van de vloeistof om te stromen in aanwezigheid van zwaartekracht. Deze maatregel wordt verkregen door de dynamische viscositeit van de vloeistof te nemen en deze te delen door de dichtheid van de vloeistof. Hoe hoger de viscositeit van de vloeistof, hoe minder gemakkelijk deze zal vloeien onder invloed van de zwaartekracht en hoe hoger de kinematische viscositeit.
Dynamische en kinematische viscositeit worden uitgedrukt in verschillende meeteenheden. De meeteenheden van het International System of Units (SI) voor dynamische viscositeit zijn pascale seconden. Pascals zijn een drukmeting - in dit geval de schuifspanning op de vloeistof - terwijl seconden de tijd meten die nodig is om te vervormen. Dynamische viscositeit kan ook worden gemeten met een eenheid die poise wordt genoemd, een andere maat die druk versus tijd meet. De algemene eenheid die wordt gebruikt om de kinematische viscositeit te meten, is de stokes, of vierkante centimeter per seconde, hoewel soms de SI-eenheid van vierkante meter per seconde wordt gebruikt.
Het gebruik van dynamische en kinematische viscositeitsmetingen is essentieel voor verschillende real-world toepassingen. Het is bijvoorbeeld belangrijk om verf met een bepaalde dynamische viscositeit te formuleren om ervoor te zorgen dat deze kan worden gemengd en aangebracht in de juiste dikte. De meting van de kinematische viscositeit wordt vaker gebruikt in gevallen waarin een vloeistof door een pijp of machines moet smeren, zoals in een motor van een auto.
Producten zoals motorolie die aan wisselende fysische omstandigheden worden blootgesteld, moeten een specifieke dynamische en kinematische viscositeit hebben om zich correct te gedragen. De viscositeit van vloeistoffen verandert op basis van temperatuur en druk. Bijvoorbeeld, bij koud weer wordt olie dikker en wordt deze dichter, waardoor deze minder gemakkelijk stroomt. Het is belangrijk om zowel de dynamische als de kinematische viscositeitsverhoudingen in deze situatie te kennen om te voorspellen hoe de olie zich bij verschillende temperaturen zal gedragen.