O que é viscosidade dinâmica?
A viscosidade dinâmica de um fluido é definida como a tensão de cisalhamento aplicada dividida pelo gradiente de velocidade alcançado quando uma força de cisalhamento é aplicada a um fluido. A viscosidade varia muito entre os fluidos. É importante no comportamento do fluxo de líquidos.
O termo usado para descrever a resistência de um fluido ao fluxo é viscosidade. O xarope é mais viscoso que a água; melaço mais viscoso que xarope. A viscosidade é o resultado da facilidade com que as moléculas passam umas pelas outras e é uma função da química, forma e temperatura das moléculas. Os gases também têm viscosidades variadas. Na mesma temperatura, o oxigênio é duas vezes mais viscoso que o hidrogênio ou a amônia, enquanto a viscosidade do nitrogênio está no meio.
A medição clássica de viscosidade vem de um teste que consiste em duas placas lisas separadas por uma fina película de fluido. A placa inferior está estacionária. O experimentador, usando uma força conhecida, tenta deslizar a placa superior pela placa inferior. Dentro do filme de líquido, as moléculas próximas à placa inferior têm velocidade zero. As moléculas de fluido próximas à placa superior têm a mesma velocidade que a placa superior.
Embora o fluido possa ser um gás ou líquido, é mais fácil pensar em líquidos neste teste. Se a substância que separa as placas for água, a placa superior deslizará lateralmente com muita facilidade. Com o melaço como o líquido, a placa superior se moverá lentamente com a mesma força aplicada.
Uma força de cisalhamento está na direção da força, em oposição às forças de tensão ou forças de compressão, que neste caso seriam as forças necessárias para mover as placas ou afastá-las umas das outras. A tensão de cisalhamento é a força de cisalhamento dividida por uma área unitária e é expressa em newtons por metro quadrado (N / m 2 ) ou pascal (Pa). Os cálculos de viscosidade são geralmente realizados em unidades métricas.
O gradiente de velocidade é a diferença na taxa de fluxo do líquido próximo à placa inferior, que é zero, em comparação com o líquido próximo à placa superior, que é igual à taxa da placa superior. A viscosidade dinâmica é então a tensão de cisalhamento dividida pela taxa de cisalhamento e é medida em segundos pascal (Pa-s). Praticamente, a viscosidade é medida em centipoise (cPo). Um centipoise é igual a um milipascal em segundo.
Outra medida de viscosidade é a viscosidade cinemática. Viscosidade cinemática é a viscosidade dinâmica dividida pela densidade do fluido. A viscosidade cinemática é mais fácil de medir do que a viscosidade dinâmica, por isso é frequentemente usada para determinar a viscosidade dinâmica.
Um fluido newtoniano retém uma viscosidade dinâmica constante independente da taxa de cisalhamento. Ketchup é um fluido não newtoniano. Tem uma viscosidade dinâmica alta quando a vazão é baixa, mas se torna quase tão fluida quanto a água quando a vazão é aumentada. Isso explica por que as pessoas agitam garrafas de ketchup para acelerar o fluxo de ketchup, mas acabam com muito no prato.