Kinemātiskā vs dinamiskā viskozitāte
Dinamiskā viskozitāte un kinemātiskā viskozitāte ir divi svarīgi jēdzieni, kas tiek apspriesti šķidruma dinamikā. Šie divi jēdzieni ir dažādi pielietojami tādās jomās kā šķidruma dinamika, šķidruma mehānika, aerodinamika, ķīmija un pat medicīnas zinātne. Lai izceltos iepriekš minētajos laukos, ir nepieciešama laba izpratne par dinamiskās viskozitātes un kinemātiskās viskozitātes jēdzieniem. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir dinamiskā viskozitāte un kinemātiskā viskozitāte, to definīcijas, dinamiskās un kinemātiskās viskozitātes pielietojums, līdzības un visbeidzot atšķirības starp kinemātisko viskozitāti un dinamisko viskozitāti.
Kas ir dinamiskā viskozitāte?
Lai saprastu dinamiskās viskozitātes jēdzienu, ir nepieciešama vispārēja ideja par viskozitātes lauku. Viskozitāti definē kā deformējama šķidruma pretestības mērījumu, ko rada 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 mērvienība ir Paskalekundes (vai Nm-2 s). CG sistēma viskozitātes mērīšanai izmanto vienību “Poise”, kas nosaukta Žana Luī Marī Poizēla vārdā. 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 nospiež uz sāniem ar 1 paskala bīdes spriegumu, tas 1 sekundē pārvieto attālumu, kas vienāds ar slāņa biezumu starp plāksnēm.
Kas ir kinemātiskā viskozitāte?
Dažos gadījumos šķidruma inerciālais spēks ir nozīmīgs arī attiecībā uz viskozitātes mērījumu. Šķidruma inerciālais spēks ir atkarīgs no šķidruma blīvuma. Tāpēc, lai palīdzētu šādiem aprēķiniem, tiek 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. Kinemātiskās viskozitātes mērīšanai izmanto arī vienību “stoke”.
Kāda ir atšķirība starp kinemātisko viskozitāti un dinamisko 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.
