Viskozitāte pret kinemātisko viskozitāti | Dinamiskā viskozitāte, absolūtā viskozitāte
Viskozitāte ir ļoti svarīgs parametrs, kas tiek apspriests šķidruma mehānikā. Viskozitātei un kinemātiskajai viskozitātei ir dažādi pielietojumi tādās jomās kā šķidruma dinamika, šķidruma mehānika, aerodinamika, ķīmija un pat medicīnas zinātne. Lai izceltos iepriekš minētajās jomās, ir nepieciešama laba izpratne par viskozitātes un kinemātiskās viskozitātes jēdzieniem. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir viskozitāte un kinemātiskā viskozitāte, to definīcijas, viskozitātes un kinemātiskās viskozitātes pielietojumi, līdzības un visbeidzot atšķirības starp kinemātisko viskozitāti un viskozitāti.
Viskozitāte
Viskozitāte ir definēta kā šķidruma pretestības mērs, ko deformē bīdes vai stiepes spriegums. Biežāk sakot, viskozitāte ir šķidruma “iekšējā berze”. To sauc arī par šķidruma biezumu. Viskozitāte ir vienkārši berze starp diviem šķidruma slāņiem, kad abi slāņi pārvietojas viens pret otru. Sers Īzaks Ņūtons bija šķidrumu mehānikas pionieris. Viņš postulēja, ka Ņūtona šķidrumam bīdes spriegums starp slāņiem ir proporcionāls ātruma gradientam virzienā, kas ir perpendikulārs slāņiem. Šeit izmantotā proporcionālā konstante (proporcionalitātes koeficients) ir šķidruma viskozitāte. Viskozitāti parasti apzīmē ar grieķu burtu “µ”. Šķidruma viskozitāti var izmērīt, izmantojot viskozimetrus un reometrus. Viskozitātes mērvienības ir Paskāla sekundes vai Nm-2s. CGS sistēma viskozitātes mērīšanai izmanto vienību “poise”, kas nosaukta Žana Luisa Marijas Puaza vārdā. Šķidruma viskozitāti var izmērīt arī ar vairākiem eksperimentiem. Šķidruma viskozitāte ir atkarīga no temperatūras. Viskozitāte samazinās, palielinoties temperatūrai.
τ=μ (∂u/∂y)
Viskozitātes vienādojumi un modeļi ir ļoti sarežģīti šķidrumiem, kas nav Ņūtona laika apstākļi. Ir divas galvenās viskozitātes formas. Tās ir dinamiskā viskozitāte un kinemātiskā viskozitāte. Dinamiskā viskozitāte ir pazīstama arī kā absolūtā viskozitāte. Dinamiskā viskozitāte ir vispārējais viskozitātes mērījums, ko izmanto lielākajā daļā aprēķinu. To apzīmē ar µ vai ɳ. Dinamiskās viskozitātes SI vienība ir Paskāla sekundes. Ja starp divām plāksnēm novieto šķidrumu ar viskozitāti 1 Paskāls sekunde un vienu plāksni nospiež uz sāniem ar bīdes spriegumu 1 Paskāls, tas 1 sekundē pārvieto attālumu, kas vienāds ar slāņa biezumu starp plāksnēm.
Kinemātiskā viskozitāte
Dažos gadījumos šķidruma inerces spēks ir svarīgs arī attiecībā uz viskozitātes mērījumu. Šķidruma inerces spēks ir atkarīgs no šķidruma blīvuma. Tāpēc, lai palīdzētu veikt šādus aprēķinus, tiek definēts jauns termins, ko sauc par kinemātisko viskozitāti. Kinemātiskā viskozitāte ir definēta kā dinamiskās viskozitātes attiecība pret šķidruma blīvumu. Kinemātisko viskozitāti apzīmē ar terminu ν (grieķu burts nu). Kinemātiskā viskozitāte ir metru vienības, kas dalītas ar sekundēm. Vienības deglis tiek izmantots arī kinemātiskās viskozitātes mērīšanai.
Kāda ir atšķirība starp viskozitāti un kinemātisko viskozitāti?
• Termins viskozitāte kopumā attiecas gan uz dinamisko viskozitāti, gan kinemātisko viskozitāti.
• Dinamiskā viskozitāte nav atkarīga no šķidruma blīvuma, bet kinemātiskā viskozitāte ir atkarīga no šķidruma blīvuma.
• Kinemātiskā viskozitāte ir vienāda ar dinamisko viskozitāti, kas dalīta ar šķidruma blīvumu.
