Co to jest lepkość dynamiczna?

Dynamiczna lepkość płynu definiuje się jako przyłożone naprężenie ścinające podzielone przez gradient prędkości osiągnięty, gdy siła ścinająca jest przyłożona do płynu. Lepkość różni się znacznie w zależności od płynów. Jest to ważne w zachowaniu przepływu cieczy.

Termin stosowany do opisania odporności płynu na przepływ jest lepkość. Syrop jest bardziej lepki niż woda; melasa bardziej lepka niż syrop. Lepkość jest wynikiem łatwości, z jaką cząsteczki przesuwają się obok siebie i jest funkcją chemii, kształtu i temperatury cząsteczek. Gazy również mają różne lepkości. W tej samej temperaturze tlen jest dwa razy lepszy niż wodór lub amoniak, podczas gdy lepkość azotu leży w środku.

Klasyczny pomiar lepkości pochodzi z testu składającego się z dwóch płynnych płyt oddzielonych cienką warstwą płynu. Dolna płyta jest stacjonarna. Eksperymentator, używając znanej siły, próbuje przesunąć górną płytkę za dolną płytą. W filmie cieczy cząsteczki obokDolna płyta ma prędkość zerową. Cząsteczki płynu obok górnej płyty mają taką samą prędkość jak górna płyta.

Podczas gdy płyn może być gazem lub cieczy, łatwiej jest myśleć o cieczy w tym teście. Jeśli substancją oddzielającą płytki jest woda, górna płyta bardzo łatwo przesunie się na boki. Z melasą jako płynem górna płyta będzie się powoli poruszać z przyłożoną tą samą siłą.

Siła ścinająca znajduje się w kierunku siły, w przeciwieństwie do sił napięcia lub sił ściskających, które w tym przypadku byłyby siły niezbędne do przeniesienia płyt rozdzielenia lub bliżej razem. Naprężenie ścinające jest siłą ścinającą podzieloną przez obszar jednostki i jest wyrażany jako newtons na metr kwadratowy (N/M 2 ) lub Pascals (PA). Obliczenia lepkości są zwykle wykonywane w jednostkach metrycznych.

Gradient prędkości jest różnicą szybkości przepływu cieczy obok thDna płyta E, która jest zerowa, w porównaniu z cieczą obok górnej płyty, która jest taka sama jak szybkość górnej płyty. Dynamiczna lepkość wynosi następnie naprężenie ścinające podzielone przez szybkość ścinania i jest mierzona w sekundach Pascal (PA-S). Praktycznie lepkość mierzona jest w stężeniu (CPO). Jedna Centipoise równa się jednej drugi millipascal.

Inną miarą lepkości jest lepkość kinematyczna. Lepkość kinematyczna to lepkość dynamiczna podzielona przez gęstość płynu. Lepkość kinematyczna jest łatwiejsza do pomiaru niż lepkość dynamiczna, dlatego jest często stosowana do określenia lepkości dynamicznej.

Płyn Newtonian zachowuje stałą lepkość dynamiczną niezależną od szybkości ścinania. Ketchup to płyn niebędący newtonowskim. Ma wysoką lepkość dynamiczną, gdy natężenie przepływu jest niskie, ale staje się prawie tak płynne jak woda, gdy szybkość przepływu jest zwiększona. To wyjaśnia, dlaczego ludzie wstrząsają butelkami keczupu, aby przyspieszyć przepływ keczupu, ale potem kończą się zbytnio na swoim talerzu.