Единица измерения вязкости, теория и онлайн калькуляторы

Содержание

Динамическая вязкость

Вязкость (внутреннее трение) возникает между двумя слоями газа или жидкости, которые перемещаются параллельно друг другу с разными скоростями в результате возникновения сил трения между ними. Вязкость обусловлена переносом молекулами из одного слоя вещества в другой количества движения.

В одномерном случае, когда $v=vleft(xright),$ движение вещества описывают при помощи уравнения Ньютона вида:

[dF=-eta frac{dv}{dx}dS left(1right),]

где $dF$ — сила внутреннего трения, которая действует на площадь ($dS$) поверхностного слоя; $frac{dv}{dx}$ — градиент скорости перемещения слоев по направлению оси X (перпендикулярно поверхностному слою); $eta $ — коэффициент динамической вязкости.

В соответствии с классической кинетической теорией коэффициент вязкости газа равен:

[eta =frac{1}{3}leftlangle lambda rightrangle leftlangle vrightrangle rho left(2right),]

где $leftlangle lambda rightrangle $ — средняя длина свободного пробега молекулы; $leftlangle vrightrangle $ — средняя скорость теплового движения молекул; $rho $ — плотность газа. В более точной теории коэффициент $frac{1}{3}$ , заменяется на параметр ($varphi $), который зависит от характера взаимодействия молекул в веществе.

Для жидкостей выражения (2) не является справедливым. Для газов, исходя из (2) $eta sim sqrt{T}$, тогда как, у жидкостей вязкость, с ростом температуры, уменьшается. Вязкость жидкости обратно пропорциональна коэффициенту диффузии (D):

[eta =frac{f}{D}left(3right),]

где $f$ — некоторый постоянный параметр, имеющий размерность силы.

Единица измерения коэффициента динамической вязкости

В Международной системе единиц (СИ) паскаль, умноженный на секунду — единица измерения динамической вязкости. Специального названия единица динамической вязкости не имеет. Единицу измерения коэффициента внутреннего трения легко получить, если использовать выражение (2).

[left[eta right]=left[frac{1}{3}leftlangle lambda rightrangle leftlangle vrightrangle rho right]=left[lambda right]left[vright]left[rho right]=мcdot frac{м}{с}cdot frac{кг}{м^3}=frac{кг}{мcdot с}=Паcdot с.]

В системе СГС (сантиметр, грамм, секунда) пуаз — единица измерения динамической вязкости. Соотношение между $Паcdot с$ (единица измерения динамической вязкости в СИ) и паузом:

Сейчас читают: Замена ламп задних фонарей Renault Logan

[1 Паcdot с=10 пуаз.]

Единицы измерения климатической вязкости:

- квадратный метр в секунду— единица измерения кинетической вязкости в СИ. Обозначение в России: м²/c; международное: m²/c. Данная единица измерения широко применяется при инженерных расчетах, в современной справочной литературе, в обозначение параметров оборудования, технических устройств;
- стокс— единица измерения кинематической вязкости в СГС. Обозначение в России: Ст.

Перевод единиц измерения кинематической вязкости (в табличном виде):

Переводимые единицы измерения	Перевод в единицы измерения:
Переводимые единицы измерения	м²/c	стокс
м²/c	1	0.0001
стокс	10000	1

Понятие динамической и кинетической вязкости

« Назад

Вязкостью называется свойство жидкости сопротивляться внешнему воздействию благодаря внутреннему трению, возникающему между слоями.

Для определения вязкости существует два основных параметра: динамическая вязкость и кинематическая вязкость, которые связаны между собой соотношением:

Где ν – кинематическая вязкость, м²/с;

µ — динамическая вязкость, Па*с;

ρ – плотность жидкости, кг/м³.

Между слоями жидкости, движущимися друг относительно друга, возникает сила. Эта сила прямо пропорциональна скорости движения и площади соприкосновения.

В 1687 году И. Ньютоном был установлен закон вязкого течения жидкости:

где τ – касательные напряжения;

Коэффициент пропорциональности µ и назвали динамической вязкостью жидкости.

Динамическая и кинематическая вязкости зависят от температуры рабочей среды. Причем для газов и жидкостей эта зависимость различна. Это связано с различием во взаимодействии молекул. Для капельных жидкостей оба коэффициента убывают с возрастанием температуры.

Для определения вязкости используются специальные приборы – вискозиметры (U-образная стеклянная трубка). Одно из колен вискозиметра содержит впаянный капилляр, который оканчивается шариком. Под шариком и над ним нанесены метки, которые ограничивают определенный объем.

Для определения вязкости жидкости необходимо выбрать эталонную жидкость, вязкость которой является известной величиной. Для определения вязкости рабочей жидкости используется формула:

Сейчас читают: Как поменять лампочки габаритных огней на Рено Логан за 5 минут - Новый Logan

где µ — вязкость рабочей жидкости;

µ₀ – вязкость эталонной жидкости;

t – время истечения через капилляр исследуемой жидкости;

t₀ – время истечения через капилляр эталонной жидкости;

ρ – плотность исследуемой жидкости;

ρ₀ – плотность эталонной жидкости.

Так же существует понятие условной вязкости. Это отношение времени истечения через вискозиметр испытуемой жидкости при рабочей температуре к времени истечения дистиллированной воды при температуре 20°С (водное число). Водное соотношение является постоянной величиной для каждого прибора. Это соотношения выражается условными градусами.

где ВУ – условная вязкость;

t_H₂_O – водное число.

Еще один метод определения вязкости жидкости – метод Стокса.

Он заключается в бросании различных шариков в жидкость и измерении скорости их падения. На шарик действуют три силы: сила тяжести, выталкивающая сила и сила сопротивления окружающей среды.