Jak převést Centistokes na SSU

Viskozita je měřítkem odporu kapaliny proti proudění a je způsobena vnitřním odporem vůči pohybu. Kapalina s nízkou viskozitou, jako je voda, teče snadno ve srovnání s kapalinou s vysokou viskozitou, jako je med. Obecně viskozita kapaliny klesá se zvyšující se teplotou. Například med je velmi viskózní, pokud je studený, a pokud byste se ho pokusili nalít, vytékal z nádoby. Zahřejte však med a je snadné ho nalít.

Pokud si představíte vrstvy tekutin podobných listů papíru naskládaných do svazku, síla na jednotku plochy působící podél délky každého listu (říkejte tomu X-direction), pro přesun jedné vrstvy za druhou je smykové napětí (F/A). Změna rychlosti kapaliny se vzdáleností kolmou na aplikovanou sílu (říkejte tomu y-direction) je gradient rychlosti (Δ_v_ / Δ_y_) nebo smyková rychlost.

Dynamická viskozita, také známý jako absolutní viskozita nebo jednoduše viskozita (nebo η), je poměr smykového napětí k smykové rychlosti a má jednotky v systému SI pascal-sekund (Pa-s):

η = (F/A) / (Δ_v_ / Δ_y_)

Z hlediska CGS má viskozita jednotky poise (P), kde 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. Výška je pro většinu tekutin nepohodlně velká, proto se běžně používá centipoise (cP).

Dynamická viskozita se často měří rotačním viskozimetrem, který používá zvlákňovací sondu ponořenou do vzorku kapaliny. V závislosti na povaze zkoušky může být sondou válec, koule, disk nebo nějaký jiný tvar. Viskozita je určena silou potřebnou k otáčení sondy při zvolené rychlosti. Protože viskozita se mění s teplotou, musí jakýkoli smysluplný popis viskozity zahrnovat také teplotu.

A Newtonovská tekutina, stejně jako voda, má konstantní viskozitu navzdory množství smykového napětí. Nenewtonské tekutiny mají viskozity, které se mění s velikostí smykového napětí.

Barva, kečup a majonéza jsou nenewtonské tekutiny, které podléhají ředění stresem, což znamená, že jejich viskozity za míchání klesají. Naproti tomu směs kukuřičného škrobu a vody, někdy nazývaná oobleck a používá se pro některé slizové recepty, vykazuje zesílení stresu - můžete pomalu zatlačit ruku do ooblecku, ale při rychlém nárazu se ztuhne.

Na rozdíl od dynamické viskozity kinematická viskozita měří odpor proudění pouze pod vlivem gravitace a používá se primárně pro newtonovské tekutiny. Kinematická viskozita υ je poměr dynamické viskozity η a hmotnostní hustota ρ kapaliny:

υ = η/ρ

Kinematická viskozita má CGS jednotky cm²/ s, volal stokes (St), pojmenovaný po irském matematikovi siru Georgovi Gabrielovi Stokesovi, který hodně pracoval v mechanice tekutin. Kvůli rozsahu hodnot pro většinu tekutin je kinematická viskozita výhodněji vyjádřena v centistokech (cSt), kde 1 cSt = 0,01 St.

Ve Spojených státech je kinematická viskozita často popisována jako Sayboltova viskozita, vyjádřená jako Saybolt Universal Seconds (SUS) nebo Saybolt Seconds Universal (SSU). Viskozita Saybolt, nazývaná také SSU viskozita, se měří viskozimetrem Saybolt, který ohřívá kapalinu na požadovanou teplotu a nalévá ji přes kalibrovaný otvor.

Standardní zkušební teploty jsou 77, 100, 122 a 210 stupňů Fahrenheita (25,0, 37,8, 50,0 a 98,9 stupňů Celsia). Čas v sekundách, po který 60 ml kapaliny protéká otvorem, je SSU.

Americká společnost pro zkoušky a materiály ve svém dokumentu ASTM D2161-19 definovala, jak převádět mezi kinematickou viskozitou υ v centistokech a SSU t během několika sekund. Metoda je odvozena empiricky, a proto je poněkud složitá. Ve zjednodušené formě používá převod SSU na cSt následující rovnice pro různé rozsahy viskozity SSU:

υ = 0,226_t_ - 195 /t (32 < t < 100)

υ = 0,220_t_ - 135 /t (t> 100)

Převod kinematické viskozity na SSU vyžaduje inverzní vztah, který lze získat použitím řešení kvadratické rovnice:

t = [-b + SQRT (nar² - 4ac)] / [2a]

Kde: b = -υ v centistokech (cSt)

a = 0,226 a c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0,220 a c = -135 (20,63> υ > 52)

Pokud je kinematická viskozita υ = 30 centistoků:

1. Určete pojmy a, bac: a = 0,226, b = -30 a c = -195.
2. Vypočítat b² = 900.00.
3. Vypočítejte 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Vypočítejte 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Výpočet SQRT (b² -4ac) = √ 1076,28 = 32,81.
6. Vypočítejte viskozitu SSU t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138,9 sekundy.