Τι είναι το δυναμικό ιξώδες;

Το δυναμικό ιξώδες ενός υγρού ορίζεται ως η διατμητική τάση που εφαρμόζεται διαιρούμενο με την κλίση ταχύτητας που επιτυγχάνεται όταν εφαρμόζεται μια δύναμη διάτμησης σε ένα υγρό.Το ιξώδες ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό μεταξύ των υγρών.Είναι σημαντικό στη συμπεριφορά ροής των υγρών.

Ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει την αντίσταση του υγρού στη ροή είναι το ιξώδες.Το σιρόπι είναι πιο ιξώδες από το νερό.μελάσα πιο ιξώδη από το σιρόπι.Το ιξώδες είναι το αποτέλεσμα της ευκολίας με το οποίο τα μόρια γλιστρούν μεταξύ τους και είναι συνάρτηση της χημείας, του σχήματος και της θερμοκρασίας των μορίων.Τα αέρια επίσης έχουν ποικίλα ιξώδη.Στην ίδια θερμοκρασία, το οξυγόνο είναι διπλάσιο από το ιξώδες με το υδρογόνο ή την αμμωνία, ενώ το ιξώδες του αζώτου έγκειται στη μέση.

Η κλασική μέτρηση του ιξώδους προέρχεται από μια δοκιμή που αποτελείται από δύο ομαλές πλάκες που διαχωρίζονται από ένα λεπτό φιλμ.Η κάτω πλάκα είναι ακίνητη.Ο πειραματιστής, χρησιμοποιώντας μια γνωστή δύναμη, προσπαθεί να γλιστρήσει την επάνω πλάκα πέρα από την πλάκα κάτω.Μέσα στην μεμβράνη του υγρού, τα μόρια δίπλα στην πλάκα κάτω έχουν μηδενική ταχύτητα.Τα υγρά μόρια δίπλα στην επάνω πλάκα έχουν την ίδια ταχύτητα με την κορυφαία πλάκα

ενώ το υγρό μπορεί να είναι είτε αέριο είτε υγρό, είναι ευκολότερο να σκεφτούμε τα υγρά σε αυτή τη δοκιμή.Εάν η ουσία που διαχωρίζει τις πλάκες είναι νερό, η επάνω πλάκα θα γλιστρήσει πλάγια πολύ εύκολα.Με τη μελάσα ως υγρό, η κορυφαία πλάκα θα μετακινηθεί αργή με την ίδια δύναμη που εφαρμόζεται.

Μια δύναμη διάτμησης είναι προς την κατεύθυνση της δύναμης, σε αντίθεση με τις δυνάμεις τάσης ή τις συμπιεστικές δυνάμεις, οι οποίες στην περίπτωση αυτή θα ήταν οι απαραίτητες δυνάμεις για να μετακινήσουν τις πλάκες εκτός ή πιο κοντά μαζί.Η τάση διάτμησης είναι η δύναμη διάτμησης που διαιρείται με μια περιοχή μονάδας και εκφράζεται ως νεοεισερχόμενα ανά τετραγωνικό μέτρο (N/M ² ) ή Pascals (PA).Οι υπολογισμοί ιξώδους συνήθως εκτελούνται σε μετρικές μονάδες.

Η κλίση ταχύτητας είναι η διαφορά στον ρυθμό ροής του υγρού δίπλα στην πλάκα κάτωΟ ρυθμός της επάνω πλάκας.Το δυναμικό ιξώδες είναι τότε η διατμητική τάση διαιρούμενα με τον ρυθμό διάτμησης και μετράται σε δευτερόλεπτα pascal (PA-S).Πρακτικά, το ιξώδες μετράται σε Centipoise (CPO).Ένα centipoise ισούται με ένα δευτερόλεπτο Millipascal.

Ένα άλλο μέτρο ιξώδους είναι το κινηματικό ιξώδες.Το κινηματικό ιξώδες είναι το δυναμικό ιξώδες διαιρούμενο με την πυκνότητα του υγρού.Το κινηματικό ιξώδες είναι ευκολότερο να μετρηθεί από το δυναμικό ιξώδες, επομένως χρησιμοποιείται συχνά για τον προσδιορισμό του δυναμικού ιξώδους.

Ένα Newtonian υγρό διατηρεί ένα σταθερό δυναμικό ιξώδες ανεξάρτητο από τον ρυθμό διάτμησης.Το κέτσαπ είναι ένα μη-Νευτονικό υγρό.Έχει υψηλό δυναμικό ιξώδες όταν ο ρυθμός ροής είναι χαμηλός, αλλά γίνεται σχεδόν τόσο ρευστό όσο το νερό όταν αυξάνεται ο ρυθμός ροής.Αυτό εξηγεί γιατί οι άνθρωποι κουνιέται τα μπουκάλια κέτσαπ για να επιταχύνουν τη ροή κέτσαπ, αλλά στη συνέχεια καταλήγουν με πάρα πολύ στο πιάτο τους.