Viskozitāte pret kinemātisko viskozitāti Dinamiskā viskozitāte, absolūtā viskozitāte
Viskozitāte ir ļoti svarīgs parametrs, par kuru runā šķidruma mehānikā. Viskozitātei un kinemātiskajai viskozitātei ir dažādas iespējas tādās jomās kā šķidruma dinamika, šķidruma mehānika, aerodinamika, ķīmija un pat medicīnas zinātne. Lai izceltos iepriekš minētajos laukos, ir nepieciešama laba viskozitātes un kinemātiskās viskozitātes jēdzienu izpratne. Šajā rakstā mēs apspriedīsim viskozitāti un kinemātisko viskozitāti, to definīcijas, viskozitātes un kinemātiskās viskozitātes pielietojumu, līdzības un visbeidzot atšķirības starp kinemātisko viskozitāti un viskozitāti.
Viskozitāte
Viskozitāti definē kā šķidruma pretestības mēru, kuru deformē vai nu bīdes spriegums, vai stiepes spriegums. Vispārīgāk 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 pionieris šķidruma mehānikā. 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 Paskal-sekundes vai Nm-2 s. CVS sistēma izmanto viskozitātes mērīšanai vienību “poise”, kas nosaukta Žana Luī Marī Poiseuila vārdā. Šķidruma viskozitāti var izmērīt arī ar vairākiem eksperimentiem. Šķidruma viskozitāte ir atkarīga no temperatūras. Viskozitāte samazinās, paaugstinoties temperatūrai.
τ = μ (∂u / ∂y)
Viskozitātes vienādojumi un modeļi šķidrumiem, kas nav Ņūtona, ir ļoti sarežģīti. Ir divas galvenās viskozitātes formas. Tie ir dinamiskā viskozitāte un kinemātiskā viskozitāte. Dinamisko viskozitāti sauc arī par absolūto viskozitāti. Dinamiskā viskozitāte ir vispārējais viskozitātes mērījums, ko izmanto lielākajā daļā aprēķinu. To apzīmē ar µ vai ɳ. Dinamiskās viskozitātes SI mērvienība ir Paskāla sekundes. Ja starp divām plāksnēm ievieto šķidrumu, kura viskozitāte ir 1 paskales sekunde, un vienu plāksni ar sāniski nobīdi ar 1 paskala bīdes spriegumu, tas 1 sekundē pārvieto attālumu, kas vienāds ar slāņa biezumu starp plāksnēm.
Kinemātiskā viskozitāte
Dažos gadījumos šķidruma inerciālais spēks ir svarīgs arī attiecībā uz viskozitātes mērījumu. Šķidruma inerciālais spēks ir atkarīgs no šķidruma blīvuma. Tādēļ, lai palīdzētu šādiem aprēķiniem, ir definēts jauns termins, ko sauc par kinemātisko viskozitāti. Kinemātisko viskozitāti nosaka kā dinamiskās viskozitātes un šķidruma blīvuma attiecību. Kinemātisko viskozitāti apzīmē ar terminu ν (grieķu burts nu). Kinemātiskā viskozitāte ir metru vienības, kas dalītas ar sekundēm. Vienības mērījumu izmanto arī kinemātiskās viskozitātes mērīšanai.
Kāda ir atšķirība starp viskozitāti un kinemātisko viskozitāti?
• Termins viskozitāte kopumā attiecas gan uz dinamisko viskozitāti, gan uz kinemātisko viskozitāti.
• Dinamiskā viskozitāte nav atkarīga no šķidruma blīvuma, bet kinemātiskā viskozitāte ir atkarīga no šķidruma blīvuma.
• Kinemātiskā viskozitāte ir vienāda ar dinamisko viskozitāti, dalītu ar šķidruma blīvumu.
