Cos'è la viscosità dinamica?
La viscosità dinamica di un fluido è definita come lo stress da taglio applicato diviso per il gradiente di velocità raggiunto quando una forza di taglio viene applicata a un fluido.La viscosità varia notevolmente tra i fluidi.È importante nel comportamento a flusso dei liquidi.
Il termine usato per descrivere la resistenza di un fluido al flusso è la viscosità.Lo sciroppo è più viscoso dell'acqua;melassa più viscosa dello sciroppo.La viscosità è il risultato della facilità con cui le molecole scivolano l'una accanto all'altra ed è una funzione della chimica, della forma e della temperatura delle molecole.Anche i gas hanno viscosità variabili.Alla stessa temperatura, l'ossigeno è due volte più viscoso dell'idrogeno o dell'ammoniaca, mentre la viscosità dell'azoto si trova al centro.
La classica misurazione della viscosità proviene da un test costituito da due piastre lisce separate da un sottile film di liquido.La piastra inferiore è ferma.Lo sperimentatore, usando una forza nota, tenta di far scorrere la piastra superiore oltre la piastra inferiore.All'interno del film del liquido, le molecole accanto alla piastra inferiore hanno una velocità zero.Le molecole di fluido accanto alla piastra superiore hanno la stessa velocità della piastra superiore.
Mentre il fluido può essere un gas o un liquido, è più facile pensare ai liquidi in questo test.Se la sostanza che separa le piastre è acqua, la piastra superiore scivolerà lateralmente molto facilmente.Con la melassa come liquido, la piastra superiore si muoverà lento con la stessa forza applicata.
Una forza di taglio è nella direzione della forza, al contrario delle forze di tensione o delle forze di compressione, che in questo caso sarebbero le forze necessarie per spostare le piastre o più vicine.Lo stress da taglio è la forza di taglio divisa per un'area unitaria ed è espressa come newton per metro quadrato (n/m 2 ) o Pascal (PA).I calcoli della viscosità sono generalmente eseguiti in unità metriche.
Il gradiente di velocità è la differenza nella velocità di flusso del liquido accanto alla piastra inferiore, che è zero, rispetto al liquido accanto alla piastra superiore, che è uguale ala velocità della piastra superiore.La viscosità dinamica è quindi lo stress da taglio diviso per la frequenza di taglio e viene misurata nei secondi di Pascal (PA-S).Praticamente, la viscosità è misurata in Centipoise (CPO).Un Centipoise è uguale a un secondo millepascal. Un'altra misura di viscosità è la viscosità cinematica.La viscosità cinematica è la viscosità dinamica divisa per la densità del fluido.La viscosità cinematica è più facile da misurare rispetto alla viscosità dinamica, quindi viene spesso utilizzata per determinare la viscosità dinamica.
Un fluido newtoniano mantiene una viscosità dinamica costante indipendente dalla frequenza di taglio.Ketchup è un fluido non newtoniano.Ha un'elevata viscosità dinamica quando la portata è bassa ma diventa quasi fluido come l'acqua quando la portata è aumentata.Questo spiega perché le persone scuotono le bottiglie di ketchup per accelerare il flusso del ketchup, ma poi finire con troppo sul loro piatto.