Inhoud
- Twee soorten viscositeit
- Viscositeit meten
- Soortelijk gewicht maakt het omzetten eenvoudiger
- Een paar voorbeelden
Viscositeit is een belangrijke parameter in de vloeistofdynamica - zo belangrijk dat wetenschappers die in het veld werken twee verschillende soorten definiëren, elk met zijn eigen eenheden. Een veel voorkomende eenheid voor het meten van dynamische viscositeit is de poise (P), die gelijk is aan 1 gram per centimeter-seconde. Een overeenkomstige eenheid voor kinematische viscositeit is de stoke (St), die overeenkomt met 1 centimeter2 per seconde. Beide eenheden zijn groot en voor praktische doeleinden is het gebruikelijk om de centipoise (cP) en centistoke (cSt) te gebruiken, die gelijk zijn aan een honderdste van de overeenkomstige gehele eenheid. Een gemakkelijke manier om van kinematische naar dynamische viscositeit om te zetten, is om de waarde in centistokes te vermenigvuldigen met het soortelijk gewicht van de vloeistof om de overeenkomstige waarde in centipoise te krijgen.
Twee soorten viscositeit
De definitie van dynamische - of absolute - viscositeit is de tangentiële kracht per oppervlakte-eenheid die nodig is om een horizontaal vlak van een vloeistof ten opzichte van een ander vlak met een eenheidssnelheid te bewegen, terwijl een afstand tussen de vlakken wordt gehandhaafd. Met andere woorden, het is een maat voor de interne weerstand van de vloeistof tegen stroming. Iedereen die heeft geprobeerd een mes door melasse te verplaatsen, weet dat het een hogere dynamische viscositeit heeft dan water.
Kinematische viscositeit wordt gedefinieerd als de verhouding van dynamische viscositeit tot dichtheid. Twee vloeistoffen met dezelfde dynamische viscositeit kunnen zeer verschillende waarden voor kinematische viscositeit hebben, afhankelijk van hun dichtheden.
Viscositeit meten
Om de dynamische viscositeit te meten, moet een bepaald type bekende externe kracht worden uitgeoefend. Een gebruikelijke manier om deze hoeveelheid te meten is om een sonde in de vloeistof te roteren en de hoeveelheid koppel, of rotatiekracht, te meten die nodig is om de sonde met een bepaalde snelheid te verplaatsen. Omdat de kinematische viscositeit niet afhankelijk is van beweging of een externe kracht anders dan de zwaartekracht, is een gebruikelijke manier om deze te meten door de vloeistof door een gekalibreerde capillaire buis te laten stromen.
Bij het meten van dynamische en kinematische viscositeit is het belangrijk om rekening te houden met de temperatuur, omdat viscositeit varieert met de temperatuur.
Soortelijk gewicht maakt het omzetten eenvoudiger
Het soortelijk gewicht van een vloeistof, gas of vaste stof is de dichtheid gedeeld door de dichtheid van water. Omdat water een dichtheid van 1 g / cm3 (1 g / ml) heeft, is het soortelijk gewicht een dimensieloze waarde die in wezen gelijk is aan de dichtheid. Deze snelkoppeling maakt het eenvoudiger om eenheden bij te houden bij het omzetten van dynamische naar kinematische viscositeit en vice versa. Voor elke vloeistof is de kinematische viscositeit in centistokes X soortelijk gewicht = de dynamische viscositeit in centipoise. Als u dezelfde berekening uitvoert met dichtheid in plaats van soortelijk gewicht, moet u de viscositeit in centistokes omzetten in stokes, vermenigvuldigen met de dichtheid van de vloeistof in g / ml en het resultaat in poise terug omzetten in centipoise.
Een paar voorbeelden
In het geval van water is het omzetten tussen centistokes en centipoise eenvoudig omdat water een soortelijk gewicht van 1 heeft. De kinematische viscositeit van water bij 70 graden Fahrenheit (21 graden Celsius) is 1 centistoke en de dynamische viscositeit is 1 centipoise.
Bij 68 graden Fahrenheit (20 graden Celsius) heeft honing een dichtheid van 1,42 g / ml (soortelijk gewicht 1,42). Zijn dynamische viscositeit is 10.000 cP, dus zijn kinematische viscositeit is 10.000 cp / 1.42 = 7.042 cSt.