Динамическая вязкость | это… Что такое Динамическая вязкость?
Вя́зкость (вну́треннее тре́ние) — одно из трёх явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость твёрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно.
Различают динамическую вязкость (единицы измерения: пуаз, Па·с) и кинематическую вязкость (единицы измерения: стокс, м²/с, внесистемная единица — градус Энглера). Кинематическая вязкость может быть получена как отношение динамической вязкости к плотности вещества и своим происхождением обязана классическим методам измерения вязкости, таким как измерение времени вытекания заданного объема через калиброванное отверстие под действием силы тяжести.
Прибор для измерения вязкости называется вискозиметром.
Содержание
|
Вязкость газов
В кинетической теории газов коэффициент внутреннего трения вычисляется по формуле
,
где — средняя скорость теплового движения молекул, λ − средняя длина свободного пробега.
Вторая вязкость
Вторая вязкость — внутреннее трение при переносе импульса в направлении движения. Влияет только при учёте сжимаемости и/или при учёте неоднородности коэффициента второй вязкости по пространству.
Вязкость жидкостей
Внутреннее трение жидкостей, как и газов, возникает при движении жидкости вследствие переноса импульса в направлении, перпендикулярном к направлению движения. Общий закон внутреннего трения — закон Ньютона: Коэффициент вязкости η может быть получен на основе соображений о движениях молекул.
Иная формула, представляющая коэффициент вязкости, была предложена Бачинским. Как показано, коэффициент вязкости определяется межмолекулярными силами, зависящими от среднего расстояния между молекулами; последнее определяется молярным объёмом вещества
Ньютоновские и неньютоновские жидкости
Ньютоновскими называют жидкости, для которых вязкость не зависит от скорости деформации. Если вязкость падает при увеличении скорости, жидкость называется тиксотропной. Для неньютоновских жидкостей методика измерения вязкости получает первостепенное значение.
Вязкость аморфных материалов
Вязкость аморфных материалов (например, стекла или расплавов), это термически активизируемый процесс[1]:
где Q — энергия активации вязкости (кДж/моль), T — температура (К), R — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль•К) и A — некоторая постоянная.
Вязкое течение в аморфных материалах характеризуется отклонением от закона Аррениуса: энергия активации вязкости Q изменяется от большой величины QH при низких температурах (в стеклообразном состоянии) на малую величину Q
Вязкость аморфных материалов весьма точно аппроксимируется двуэкспоненциальным уравнением:
с постоянными A1, A2, B, C и D, связанными с термодинамическими параметрами соединительных связей аморфных материалов.
В узких температурных интервалах недалеко от температуры стеклования Tg это уравнение аппроксимируется формулами типа VTF или сжатыми экспонентами Кольрауша.
Вязкость
Если температура существенно ниже температуры стеклования T < Tg, двуэкспоненциальное уравнение вязкости сводится к уравнению типа Аррениуса
с высокой энергией активации QH = Hd + Hm, где Hd — энтальпия разрыва соединительных связей, то есть создания конфигуронов, а Hm — энтальпия их движения.
При T > > Tg двуэкспоненциальное уравнение вязкости также сводится к уравнению типа Аррениуса
но с низкой энергией активации QL = Hm. Это связано с тем, что при аморфные материалы находятся в расправленном состоянии и имеют подавляющее большинство соединительных связей разрушенными, что облегчает текучесть материала.
Сила вязкого трения
Сила вязкого трения пропорциональна скорости относительного движения V тел, пропорциональна площади S и обратно пропорциональна расстоянию между плоскостями h.
Коэффициент пропорциональности, зависящий от сорта жидкости или газа, называют коэффициентом динамической вязкости. Самое важное в характере сил вязкого трения то, что тела придут в движение при наличии сколь угодно малой силы, то есть не существует трения покоя.
Это отличает вязкое трение от сухого.
Примечания
- ↑ Я. И. Френкель. Кинетическая теория жидкостей. Ленинград, Наука, 1975.
См. также
- Уравнения Навье-Стокса
Ссылки
- Аринштейн А., Сравнительный вискозиметр Жуковского Квант, № 9, 1983.
- Измерение вязкости нефтепродуктов — обзор методов и единиц измерения вязкости.
- R.H. Doremus. J. Appl. Phys., 92, 7619-7629 (2002).
- M.I. Ojovan, W.E. Lee. J. Appl. Phys., 95, 3803-3810 (2004).
- M.I. Ojovan, K.P. Travis, R.J. Hand. J. Phys.: Condensed Matter, 19, 415107 (2007).
- Булкин П. С. Попова И. И.,Общий физический практикум. Молекулярная физика
- Статья в энциклопедии Химик.ру
Литература
- Я. И. Френкель. Кинетическая теория жидкостей. — Л.: «Наука», 1975.
Динамическая вязкость и кинематическая вязкость
Динамическая вязкость и кинематическая вязкостьДинамическая и кинематическая вязкость для различных жидкостей
Вязкость жидкости — это ее способность оказывать сопротивление перемещению одних частиц относительно других,
то есть оказывать сопротивление перемещению одного «слоя» жидкости относительного другого, работа, затрачиваемая на перемещение, рассеивается в виде тепла.
Движущиеся молекулы жидкости переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скорости по всему потоку.
Данный параметр среды нельзя обнаружить в состоянии покоя, он оценивается только во время движения вещества, когда начинают действовать силы сцепления между молекулами.
Выделяют две разновидности вязкости: динамическая (или абсолютная) и кинематическая. Оба показателя уменьшаются при повышении температуры вещества.
Динамическая вязкость (ƞ)
Динамическая вязкость определяет величину сопротивления текучести жидкости при перемещении ее слоя площадью 1 см2 на расстояние в 1 см со скоростью 1 см/сек. В СИ (Международной системе единиц) данный показатель измеряется в Па•с (паскаль•секунда). В системе же СГС единицей измерения вязкости является пуаз (в честь Ж. Пуазейля, французского физика).
Чем выше вязкость жидкости, тем, соответственно, больше время ее истечения, то есть чем дольше по времени жидкость
будет вытекать через воронку, тем больше её вязкость.
С точки зрения физики динамическая вязкость обозначает потерю давления за единицу времени (поэтому в системе СИ этот параметр и измеряется в Па•с). У жидкостей данный параметр снижается при росте температуры (то есть когда среда нагревается, она течет легче) и повышается при увеличении давления.
Кинематическая вязкость (ν)
Кинематическая вязкость — это соотношение коэффициента динамической вязкости жидкости к ее плотности.
ν = ƞ/ρ (где ρ — плотность жидкости)
В системе СИ эта величина выражается в м2/с, а в системе СГС — в стоксах (Ст), или сантистоксах (сСт): 1 Ст=100 сСт.
1 сСт = 1 мм2/c = 10−6 м2/c.
Кинематическая вязкость у жидкостей демонстрирует, насколько легко способно течь данное вещество.
В практическом применении это связано с тем, насколько продукт густой. На данный показатель температура влияет несколько меньше, нежели на абсолютную вязкость,
ведь тепло также уменьшает и плотность (при нагревании молекулы смещаются дальше друг от друга).
На практике кинематическая и динамическая вязкость используется при гидравлических расчетах трубопроводов в частности для определении числа Рейнольдса.
Кинематическая вязкость ряда жидкостей для различных значений температуры представлена в таблице:
| Название жидкости | Температура Сo | Кинематическая вязкость ν, м2/с |
|---|---|---|
| Бензин | 20 | 0,5…0,7 х 10-6 |
| Вода | 20 | 1,004 х 10-6 |
| Дизельное топливо арктическое (ДТ А) (ГОСТ Р 55475-2013) | 40 | 1,5…4,5 х 10-6 |
| Дизельное топливо зимнее (ДТ З) (ГОСТ Р 55475-2013) | 40 | 1,5…4,5 х 10-6 |
| Дизельное топливо летнее (ДТ Л) (ГОСТ 305-2013) | 40 | 2,0…6,0 х 10-6 |
| Мазут топочный 40 (по ГОСТ 10585-2013) | 80 | 59 х 10-6 |
| Мазут топочный 100 (по ГОСТ 10585-2013) | 100 | 50 х 10-6 |
| Мазут флотский Ф5 (по ГОСТ 10585-2013) | 50 | 36,2 х 10-6 |
| Нефть* | 20 | 40. ..60 х 10-6 |
| Топливо авиационное ТС-1 (по ГОСТ 10227-2013) | 20 | 1,25 х 10-6 |
| Топливо авиационное РТ (по ГОСТ 10227-2013) | 20 | 1,25 х 10-6 |
| Трансформаторное масло ГОСТ 982-80) | 20 | 30 х 10-6 |
* — Кинематическая вязкость нефти изменяется в широких пределах: от 2 до 300 мм2/с (20 °С). Однако в среднем вязкость большинства нефтей не превышает 40 – 60 мм2/с.
В таблице ниже представлены значения динамической, кинематической вязкости и плотности для различных органических жидкостей, при температурах от 10 до 140 градусов С. Выберете вещество из предложенного списка, показатели для данной жидкости отразятся в таблице автоматически.
| Выбор вещества : | |||
|---|---|---|---|
| Температура, Co | Динамическая вязкость ƞ, мПа·с | Плотность ρ, кг/м3 | Кинематическая вязкость ν, м2/c |
| 10 | |||
| 20 | |||
| 30 | |||
| 40 | |||
| 50 | |||
| 60 | |||
| 70 | |||
| 80 | |||
| 90 | |||
| 100 | |||
| 110 | |||
| 120 | |||
| 130 | |||
| 140 | |||
Что такое динамическая вязкость и ее единицы измерения
Выберите тип измерения: выберитеускорениеколичество веществауголплощадьемкостьданныеплотностьдинамическая вязкостьэлектромобиль энергосбережениеэлектрический зарядэлектрический токэлектрический потенциалэлектрическое сопротивлениеэнергияэнтропиясилачастотарасход топливаиндудуктивностькинематическая вязкостьдлиналинейная плотностьсила светамагнитный потокплотность магнитного потокамоментномермощностьдавлениепоглощенная доза излучениярадиоактивностьскоростьплотность поверхноститемпературавремякрутящий моментобъемвес
Поиск единиц измерения:
23 единиц динамической вязкости — найдено.
Динамическая вязкость является мерой сопротивления жидкости течению. Вязкость описывает, насколько густой является жидкость, т.е. мёд течёт сильнее, чем вода, поэтому говорят, что мёд густой или более вязкий, т.е. имеющий более высокую вязкость, чем вода. Вязкость в жидкостях аналогична трению в твердых телах. И вязкость, и трение представляют собой механизмы, с помощью которых кинетическая энергия движущихся твердых тел (трение) или молекул в жидкости (вязкость) преобразуется в тепловую энергию. Метрическая (СИ) единица измерения динамической вязкости равна 9.0019 паскаль-секунда (Па·с) или Н × с ÷ м 2 или килограмм на метр в секунду (кг/м/с) .
В чем измеряется динамическая вязкость? См. единицы измерения динамической вязкости и соответствующие им символы.
| О единице измерения | O:Преобразовать единицу во все единицы T:Преобразовать единицу в другую единицу | |||
|---|---|---|---|---|
| centipoise | cP | O:cPT:cP | ||
| decipoise | dP | O:dPT:dP | ||
| dyne-second per square centimeter | dyn·s/cm² | O :дин·с/см²T:дин·с/см² | ||
| грамм на сантиметр-секунду | г/см/с | O:г/см/сT:г/см/с | ||
| грамм-сила секунда на квадратный сантиметр | гс·с/см² | O:гс·с/см²T:гс·с/см² | ||
| килограмм на метр-час | кг/м/ч | O:кг/м/чT:кг/м/ч | ||
| килограмм на метр-секунду | кг/м/с | O | O | :kg/m/sT:kg/m/s |
| килограмм-сила секунда на квадратный метр | кгс·с/м² | O:кгс·с/м²T:кгс·с/м² | ||
| микровес | мкП | O:µPT:µP | ||
| миллипаскаль-секунда | мПа·с | O:мПа·сТ:мПа·с | ||
| ньютон-секунда на квадратный метр | Н·с/м² | О:Н·с/м²T:Н·с/м² PA · ST: PA · S | ||
| POASE | P | O: PT: P | ||
| POISEUILLE | PL | O: PLT: PL | 1.||
| . ft/h | O:lb/ft/hT:lb/ft/h | |||
| фунт на фут-секунду | lb/ft/s | O:lb/ft/sT:lb/ft/s | ||
| фунт на дюйм-час | lb/in/h | O:lb/in/hT:lb/in /ч | ||
| фунт на дюйм-секунду | фунт/дюйм/с | O:фунт/дюйм/ст:фунт/дюйм/с | ||
| фунт-сила-секунда на квадратный фут | фунт-сила·с/ ft² | O:lbf·s/ft²T:lbf·s/ft² | ||
| фунт-сила-секунда на квадратный дюйм | lbf·s/in² | O:lbf·s/in²T:lbf·s/in² | ||
| poundal second per square foot | pdl·s/ft² | O:pdl·s/ft²T:pdl·s/ft² | ||
| reyn | reyn | O:reynT:reyn | ||
| slug per фут-секунда | sl/ft/s | O:sl/ft/sT:sl/ft/s | ||
Пищевые продукты, питательные вещества и калории
ЧЕРНОГЛАЗ СПЕЦИАЛЬНО ПРИПРАВЛЕННЫЙ 2 Вес 300362 00862 (s) 298 граммов на метрическую чашку или 9,9 унций на чашку для США и содержат 85 калорий на 100 граммов (≈3,53 унции) [масса к объему | объем к весу | цена | плотность ] 16301 продукты, содержащие воду . CaribSea, Freshwater, Super Naturals, Blue Ridge весит 1 826,1 кг/м³ (113,9997 фунтов/фут³) с удельный вес 1,8261 относительно чистой воды. Подсчитайте, сколько этого гравия требуется для достижения определенной глубины в цилиндрическом, четвертьцилиндрическом или прямоугольном аквариуме или пруду [вес к объему | объем к весу | цена ] Нитрид бора [BN] весит 2 180 кг/м³ (136,09295 фунтов/фут³) [ вес к объему | объем к весу | цена | моль к объему и весу | масса и молярная концентрация | плотность ] Преобразование объема в вес, веса в объем и стоимости для Моторное масло, SAE 10W-40 с температурой в диапазоне от 0°C (32°F) до 100°C (212°F) Миллиграмм на литр (мг/л) — это производная метрическая единица измерения плотности СИ (Международная система), используемая для измерения объема в литрах для оценки веса или массы в миллиграммах Импульс — это векторная величина движения тела, которая определяется произведением его массы на скорость. long tn/US tsp to gr/US tbsp, long tn/US tsp to gr/US tbsp unit convert или конвертировать между всеми единицами измерения плотности. Онлайн-калькулятор еды. Преобразование объема пищи в вес Твитнуть Poulten Selfe and Lee Ltd — британская компания, специализирующаяся на измерении вязкости новых и отработанных масел. Компания была зарегистрирована в 1931 году и производит установленный ассортимент стеклянных капиллярных вискозиметров, эталонов вязкости масла и автоматических лабораторных вискозиметров. Стивен Гослинг, директор семейного предприятия, активно участвует в международных комиссиях по реологии, включая IP и ASTM. В настоящее время он разрабатывает свод правил для определения вязкости отработанных картерных масел дизельных двигателей. Poulten Selfe & Lee Ltd недавно выпустила новый автоматический вискозиметр RHEOTEK™ AV-1, который заменяет VMU 300. Как и его предшественник, автоматический вискозиметр RHEOTEK™ AV-1 разработан специально для измерения вязкости отработанных масел. Кроме того, AV-1 можно использовать для измерения мазута и новых масел. Наиболее важной особенностью прибора является то, что он измеряет динамическую (абсолютную) вязкость (отображаемую в сантипуазах) напрямую, и, при необходимости, можно также одновременно измерять плотность, чтобы представить результаты в единицах кинематической вязкости (например, сантиСтокс). . Динамическая вязкость измеряется для преодоления возможных проблем, связанных с кинематической вязкостью образцов отработанного масла. Загрязняющие вещества, обычно встречающиеся в отработанном масле, могут изменить плотность образца и, как таковые, оказать неблагоприятное влияние на результат тренда вязкости. Из фундаментальной теории физики уравнение Пуазейля утверждает, что вязкость жидкости может быть определена по скорости потока через данный капилляр при условии, что к жидкости приложена постоянная сила. Для удобства гравитация обычно используется в качестве движущей силы в капиллярных вискозиметрах. Однако это потенциально может внести ошибку в расчет вязкости. Если требуются точные измерения, необходимо сделать предположение о плотности жидкости. При анализе отработанного масла невозможно сделать предположения о плотности жидкости в течение срока ее службы. Было показано, что различные образцы жидкости с одинаковой вязкостью могут иметь широкий диапазон плотностей в зависимости от их химического состава и взвешенных загрязняющих веществ. Таким образом, эти образцы жидкости с одинаковой вязкостью будут считаться имеющими разную вязкость при измерении с помощью обычного кинематического вискозиметра, использующего гравитационный поток. Однако измерение динамической вязкости показало бы истинный результат, т. е. то, что их вязкости были одинаковыми. Ниже приводится краткое описание автоматического вискозиметра RHEOTEK™ AV-1.
Список этих продуктов, начиная с самого высокого содержания воды и самого низкого содержания воды Гравий, вещества и масла
Гири и измерения
Калькуляторы
Измерение динамической вязкости стало проще
Это устраняет влияние плотности жидкости и гравитации. Результирующее измерение представляет собой результат динамической вязкости, который может быть преобразован в результат кинематической вязкости и записан как таковой пользователем. Для этой цели доступна ячейка для измерения плотности, чтобы устранить неопределенности, вызванные предположениями о плотности жидкости.