Berze pret viskozitāti
Berze un viskozitāte ir divas matērijas īpašības, kas ir būtiskas, lai izprastu matērijas uzvedību. Ir nepieciešama laba izpratne par viskozitāti un blīvumu, lai aprakstītu lielāko daļu notikumu, kas notiek šķidruma dinamikā, šķidruma statikā, cieto vielu statikā, cieto vielu dinamikā un gandrīz visos inženierijas pielietojumos. Šīs parādības ir redzamas ikdienas dzīvē, un tās ir patiešām viegli saprotamas, ņemot vērā to, ka tiek izmantota pareizā pieeja. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir berze un viskozitāte, to definīcijas, līdzības, kas izraisa berzi un viskozitāti, un visbeidzot to atšķirības.
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. Var skaidri redzēt, ka viskozitāte vienmēr darbojas virzienā, kas ir pretrunā šķidruma plūsmai. Viskozie spēki tiek sadalīti pa šķidruma tilpumu noteiktā dinamiskā stāvoklī.
Berze
Berze, iespējams, ir visizplatītākais pretestības spēks, ko mēs piedzīvojam katru dienu. Berzi izraisa divu raupju virsmu saskare. Berzei ir pieci režīmi; sausā berze, kas rodas starp diviem cietiem ķermeņiem, šķidruma berze, ko sauc arī par viskozitāti, eļļotā berze, kur divas cietas vielas atdala šķidruma slānis, ādas berze, kas pretojas kustīgai cietai vielai šķidrumā, un iekšējā berze, kas izraisa cietas vielas iekšējās sastāvdaļas, lai radītu berzi. Tomēr terminu “berze” visbiežāk lieto sausās berzes vietā. To izraisa raupji mikroskopiski dobumi uz katras virsmas, kas pieguļ viens otram un atsakās kustēties. Sausā berze starp divām virsmām ir atkarīga no berzes koeficienta un reaktīvā spēka, kas ir normāls plaknei, kas iedarbojas uz objektu. Maksimālā statiskā berze starp divām virsmām ir tikai nedaudz lielāka par dinamisko berzi.
Kāda ir atšķirība starp berzi un viskozitāti?
• Viskozitāte faktiski ir berzes apakškategorija, tomēr sausā berze rodas tikai starp divām cietām virsmām, savukārt viskozitāte rodas šķidrumos starp diviem šķidruma slāņiem.
• Sausajai berzei dinamiskie un statiskie apstākļi ir noteikti atsevišķi. Viskozitātei nav statisku nosacījumu, jo šķidruma molekulas vienmēr ir kustīgas.
