Vad är dynamisk viskositet?
Dynamisk viskositet hos en fluid definieras som den applicerade skjuvspänningen dividerad med hastighetsgradienten som uppnås när en skjuvkraft appliceras på en fluid. Viskositeten varierar mycket mellan vätskor. Det är viktigt i vätskans flödesbeteende.
Termen som används för att beskriva en vätskes motstånd mot flöde är viskositet. Sirap är mer viskös än vatten; melass mer viskös än sirap. Viskositet är resultatet av hur enkelt molekyler glider förbi varandra och är en funktion av molekylernas kemi, form och temperatur. Gaser har också varierande viskositeter. Vid samma temperatur är syre dubbelt så viskös som väte eller ammoniak, medan kväveviskositeten ligger i mitten.
Den klassiska mätningen av viskositet kommer från ett test bestående av två släta plattor separerade med en tunn film med vätska. Bottenplattan är stillastående. Experimentören försöker med en känd kraft att glida toppplattan förbi bottenplattan. Inom vätskefilmen har molekylerna bredvid bottenplattan nollhastighet. Fluidmolekylerna intill topplattan har samma hastighet som topplattan.
Medan vätskan kan vara antingen en gas eller vätska, är det lättare att tänka på vätskor i detta test. Om ämnet som separerar plattorna är vatten, glider topplattan åt sidan mycket lätt. Med melass som vätska kommer toppplattan att röra sig långsamt med samma kraft som appliceras.
En skjuvkraft är i kraftriktningen, i motsats till spänningskrafter eller tryckkrafter, som i detta fall skulle vara de krafter som är nödvändiga för att antingen flytta plattorna isär eller närmare varandra. Skjuvspänningen är skjuvkraften dividerad med ett enhetsområde och uttrycks som newton per kvadratmeter (N / m 2 ) eller pascaler (Pa). Viskositetsberäkningar utförs vanligtvis i metriska enheter.
Hastighetsgradienten är skillnaden i flödeshastighet hos vätskan bredvid bottenplattan, som är noll, jämfört med vätskan bredvid topplattan, som är densamma som hastigheten för topplattan. Den dynamiska viskositeten är sedan skjuvspänningen dividerad med skjuvhastigheten och mäts i pascal-sekunder (Pa-s). Praktiskt taget mäts viskositeten i centipoise (cPo). En centipoise motsvarar en millipascal sekund.
Ett annat mått på viskositet är kinematisk viskositet. Kinematisk viskositet är den dynamiska viskositeten dividerad med vätskans densitet. Kinematisk viskositet är lättare att mäta än dynamisk viskositet, så den används ofta för att bestämma dynamisk viskositet.
En Newtonsk vätska behåller en konstant dynamisk viskositet oberoende av skjuvhastigheten. Ketchup är en vätska som inte är Newton. Den har en hög dynamisk viskositet när flödeshastigheten är låg men blir nästan lika flytande som vatten när flödet ökar. Detta förklarar varför människor skakar ketchupflaskor för att påskynda ketchupflödet, men slutar sedan med för mycket på plattan.