كيفية تحويل Centistokes إلى SSU

اللزوجة هي مقياس لمقاومة السائل للتدفق وتحدث بسبب المقاومة الداخلية للحركة. يتدفق السائل ذو اللزوجة المنخفضة ، مثل الماء ، بسهولة مقارنة بالسائل ذو اللزوجة العالية ، مثل العسل. بشكل عام ، تنخفض لزوجة السائل مع زيادة درجة الحرارة. العسل ، على سبيل المثال ، يكون لزجًا جدًا إذا كان باردًا ويمكن أن يخرج من البرطمان إذا حاولت سكبه. سخن العسل فيصبح من السهل سكبه.

إذا تخيلت طبقات من الورق تشبه السوائل مكدسة في حزمة ، فإن القوة لكل وحدة مساحة ، مطبقة على طول كل ورقة (نسمي هذا x-direction) ، لتحريك طبقة واحدة إلى أخرى هو قلق (F/أ). تغير سرعة السائل بمسافة عمودية على القوة المؤثرة (نسمي هذا ذ-direction) هو تدرج السرعة (Δ_v_ / Δ_y_) أو معدل القص.

اللزوجة الديناميكية، المعروف أيضًا باسم لزوجة مطلقة أو ببساطة اللزوجة (أو η) ، هي نسبة إجهاد القص إلى معدل القص ولها وحدات في نظام SI للثواني الباسكال (Pa-s):

η = (F/أ) / (Δ_v_ / Δ_y_)

وفقًا لمصطلحات CGS ، تحتوي اللزوجة على وحدات اتزان (P) ، حيث 1 جم سم^-1-س^-1 = 1 P = 0.1 Pa-s. الاتزان كبير بشكل غير مريح بالنسبة لمعظم السوائل ، ومع ذلك ، فإن الحشيش (cP) أكثر شيوعًا.

غالبًا ما يتم قياس اللزوجة الديناميكية باستخدام مقياس اللزوجة الدوراني ، والذي يستخدم مسبارًا مغمورًا في عينة من السائل. اعتمادًا على طبيعة الاختبار ، قد يكون المسبار عبارة عن أسطوانة أو كرة أو قرص أو أي شكل آخر. يتم تحديد اللزوجة بالقوة اللازمة لتدوير المسبار بالسرعة المختارة. نظرًا لأن اللزوجة تختلف باختلاف درجة الحرارة ، يجب أيضًا أن يتضمن أي وصف مفيد للزوجة درجة الحرارة.

أ السائل النيوتوني، مثل الماء ، له لزوجة ثابتة على الرغم من مقدار إجهاد القص. للسوائل غير النيوتونية لزوجة تختلف باختلاف حجم إجهاد القص.

الطلاء والكاتشب والمايونيز هي سوائل غير نيوتونية تخضع لتخفيف الإجهاد ، مما يعني أن لزوجتها تنخفض مع التحريك. في المقابل ، خليط من نشا الذرة والماء ، ودعا في بعض الأحيان أوبلك ويستخدم في بعض وصفات السلايم ، ويظهر سماكة الإجهاد - يمكنك دفع يدك ببطء إلى الأوبليك ، لكنها تصبح صلبة إذا ضربت بسرعة.

على عكس اللزوجة الديناميكية ، اللزوجة الحركية يقيس مقاومة التدفق تحت تأثير الجاذبية فقط ويستخدم بشكل أساسي للسوائل النيوتونية. اللزوجة الحركية υ هي نسبة اللزوجة الديناميكية η وكثافة الكتلة ρ من السائل:

υ = η/ρ

اللزوجة الحركية لها وحدات CGS من سم²/ ق ، تسمى ستوكس (St) ، الذي سمي على اسم عالم الرياضيات الأيرلندي السير جورج غابرييل ستوكس ، الذي عمل كثيرًا في ميكانيكا الموائع. نظرًا لنطاق القيم لمعظم السوائل ، يتم التعبير عن اللزوجة الحركية بشكل أكثر ملاءمة في centistokes (cSt) ، حيث 1 cSt = 0.01 St.

في الولايات المتحدة ، غالبًا ما توصف اللزوجة الحركية بأنها لزوجة Saybolt ، ويُعبر عنها بـ Saybolt Universal Seconds (SUS) أو Saybolt Seconds Universal (SSU). يتم قياس لزوجة Saybolt ، والتي تسمى أيضًا لزوجة SSU ، باستخدام مقياس اللزوجة Saybolt ، الذي يسخن السائل إلى درجة الحرارة المرغوبة ويصبها من خلال فتحة معايرة.

درجات حرارة الاختبار القياسية هي 77 و 100 و 122 و 210 درجة فهرنهايت (25.0 و 37.8 و 50.0 و 98.9 درجة مئوية). الوقت بالثواني لتدفق 60 مل من السائل عبر الفتحة هو SSU.

في وثيقتها ASTM D2161-19 ، حددت الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد كيفية التحويل بين اللزوجة الحركية υ في centistokes و SSU ر في ثوان. الطريقة مشتقة تجريبيا ، وبالتالي فهي معقدة إلى حد ما. في شكل مبسط ، يستخدم تحويل SSU إلى cSt المعادلات التالية لنطاقات مختلفة من لزوجة SSU:

υ = 0.226_t_ - 195 /ر (32 < ر < 100)

υ = 0.220_t_ - 135 /ر (ر> 100)

يتطلب تحويل اللزوجة الحركية إلى SSU العلاقة العكسية ، والتي يمكن الحصول عليها باستخدام حل المعادلة التربيعية:

ر = [-b + SQRT (ب² - 4 أأ)] / [2 أ]

حيث: ب = -υ في centistokes (cSt)

أ = 0.226 و ج = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

أ = 0.220 و ج = -135 (20.63> υ > 52)

إذا كانت اللزوجة الحركية υ = 30 سنتيستوكس:

1. حدد الحدود أ ، ب ، ج: أ = 0.226 ، ب = -30 ، ج = -195.
2. احسب ب² = 900.00.
3. احسب 4ac = 4 × 0.226 × -195 = -176.28.
4. احسب 2 أ = 2 × 0.226 = 0.452.
5. احسب SQRT (ب² -4 أآس) = -1076.28 = 32.81.
6. احسب لزوجة SSU t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138.9 ثانية.