Was ist dynamische Viskosität?
Die dynamische Viskosität einer Flüssigkeit ist definiert als die Scherbeanspruchung geteilt durch den Geschwindigkeitsgradienten, der beim Auftragen einer Scherkraft auf eine Flüssigkeit erreicht wird.Die Viskosität variiert stark zwischen den Flüssigkeiten.Es ist wichtig für das Strömungsverhalten von Flüssigkeiten.
Der Begriff, der zur Beschreibung des Flüssigkeitswiderstands gegen Fluss verwendet wird, ist die Viskosität.Sirup ist viskoser als Wasser;Melasse viskoser als Sirup.Die Viskosität ist das Ergebnis der Leichtigkeit, mit der Moleküle aneinander vorbei rutschen und eine Funktion der Chemie, Form und Temperatur der Moleküle ist.Auch Gase haben unterschiedliche Viskositäten.Bei der gleichen Temperatur ist der Sauerstoff doppelt so viskoös wie Wasserstoff oder Ammoniak, während die Viskosität des Stickstoffs in der Mitte liegt.
Die klassische Messung der Viskosität stammt aus einem Test, der aus zwei glatten Platten besteht, die durch einen dünnen Flüssigkeitsfilm getrennt sind.Die untere Platte ist stationär.Der Experimentator unter Verwendung einer bekannten Kraft versucht, die obere Platte an der unteren Platte vorbei zu schieben.Innerhalb des Flüssigkeitsfilms haben die Moleküle neben der unteren Platte keine Geschwindigkeit.Die Flüssigkeitsmoleküle neben der oberen Platte haben die gleiche Geschwindigkeit wie die obere Platte.
Während die Flüssigkeit entweder ein Gas oder eine Flüssigkeit sein kann, ist es leichter, Flüssigkeiten in diesem Test zu denken.Wenn die Substanz, die die Platten trennt, Wasser ist, gleitet die obere Platte sehr leicht.Mit Melasse als Flüssigkeit bewegt sich die obere Platte träge mit der gleichen Kraft.
Eine Scherkraft befindet sich in Richtung der Kraft, im Gegensatz zu Spannungskräften oder Druckkräften, die in diesem Fall die Kräfte wären, die erforderlich sind, um die Platten entweder auseinander oder näher zusammenzuziehen.Die Scherspannung ist die Scherkraft geteilt durch eine Einheitsfläche und wird als Newtons pro Quadratmeter (N/m 2 ) oder Pascals (PA) ausgedrückt.Viskositätsberechnungen werden normalerweise in metrischen Einheiten durchgeführt.
Der Geschwindigkeitsgradient ist die Differenz der Flüssigkeitsgeschwindigkeit neben der unteren Platte, die Null ist, im Vergleich zur Flüssigkeit neben der oberen Platte, die gleich ist wiedie Rate der oberen Platte.Die dynamische Viskosität ist dann die Scherspannung geteilt durch die Schergeschwindigkeit und wird in Pascal-Sekunden (PA-S) gemessen.Praktisch wird die Viskosität in Centipoise (CPO) gemessen.Ein Centipoise entspricht einer Millipascal -Sekunde.
Ein weiteres Maß für die Viskosität ist die kinematische Viskosität.Kinematische Viskosität ist die dynamische Viskosität geteilt durch die Dichte der Flüssigkeit.Die kinematische Viskosität ist leichter zu messen als dynamische Viskosität, daher wird sie häufig zur Bestimmung der dynamischen Viskosität verwendet.
Ein Newtonsche Flüssigkeit behält eine konstante dynamische Viskosität unabhängig von der Schergeschwindigkeit.Ketchup ist eine nicht-Newton-Flüssigkeit.Es hat eine hohe dynamische Viskosität, wenn die Durchflussrate niedrig ist, aber fast so flüssig wie Wasser, wenn die Durchflussrate erhöht wird.Dies erklärt, warum Menschen Ketchup -Flaschen schütteln, um den Ketchup -Fluss zu beschleunigen, aber dann zu viel auf ihrem Teller.