Hva er dynamisk viskositet?

Dynamisk viskositet av et fluid er definert som den anvendte skjærspenning dividert med hastighetsgradienten oppnådd når en skjærkraft påføres et fluid. Viskositeten varierer veldig blant væsker. Det er viktig i flytets oppførsel av væsker.

Begrepet som brukes for å beskrive en væskes motstand mot strømning er viskositet. Sirup er mer tyktflytende enn vann; melasse mer tyktflytende enn sirup. Viskositet er et resultat av hvor enkelt molekyler glir forbi hverandre og er en funksjon av molekylenes kjemi, form og temperatur. Gasser har også varierende viskositet. Ved samme temperatur er oksygen dobbelt så tyktflytende som hydrogen eller ammoniakk, mens nitrogenets viskositet ligger i midten.

Den klassiske målingen av viskositet kommer fra en test bestående av to glatte plater atskilt med en tynn film med væske. Bunnplaten er stasjonær. Eksperimenteren forsøker med en kjent kraft å skyve topplaten forbi bunnplaten. I væskefilmen har molekylene ved siden av bunnplaten null hastighet. Væskemolekylene ved siden av topplaten har samme hastighet som topplaten.

Mens væsken kan være enten en gass eller væske, er det lettere å tenke på væsker i denne testen. Hvis stoffet som skiller platene er vann, vil topplaten gli veldig sidelengs. Med melasse som væske, vil topplaten bevege seg tregt med samme kraft som påføres.

En skjærkraft er i retning av kraften, i motsetning til spenningskrefter eller trykkrefter, som i dette tilfellet vil være kreftene som er nødvendige for å enten bevege platene fra hverandre eller nærmere hverandre. Skjærspenningen er skjærkraften delt på et enhetsareal og uttrykkes som newton per kvadratmeter (N / m ² ) eller pascaler (Pa). Viskositetsberegninger utføres vanligvis i metriske enheter.

Hastighetsgradienten er forskjellen i flytens hastighet ved siden av bunnplaten, som er null, sammenlignet med væsken ved siden av topplaten, som er den samme som hastigheten på topplaten. Den dynamiske viskositeten er deretter skjærspenningen dividert med skjærhastigheten og måles i pascal-sekunder (Pa-s). Rent praktisk måles viskositeten i centipoise (cPo). En centipoise tilsvarer en millipascal sekund.

Et annet mål på viskositet er kinematisk viskositet. Kinematisk viskositet er den dynamiske viskositeten delt på væskens tetthet. Kinematisk viskositet er lettere å måle enn dynamisk viskositet, så den brukes ofte til å bestemme dynamisk viskositet.

En Newtonsk væske beholder en konstant dynamisk viskositet uavhengig av skjærhastigheten. Ketchup er en ikke-Newtonsk væske. Den har en høy dynamisk viskositet når strømningshastigheten er lav, men blir nesten like flytende som vann når strømningshastigheten økes. Dette forklarer hvorfor folk rister ketchupflasker for å få fart på ketchup-strømmen, men så ender opp med for mye på tallerkenen.