Sådan konverteres Centistokes til SSU

Viskositet er et mål for væskens strømningsmodstand og skyldes den indre modstand mod bevægelse. En væske med lav viskositet, som vand, flyder let sammenlignet med en med høj viskositet, som honning. Generelt falder viskositeten for en væske, når temperaturen stiger. Honning er for eksempel meget tyktflydende, hvis den er kold og vil sive ud af krukken, hvis du forsøgte at hælde den. Opvarm dog honningen, og det bliver let at hælde.

Hvis du forestiller dig lag af væskelignende ark papir stablet i en skive, kraften pr. Arealeenhed, påført langs hvert ark (kald dette x-retning), at flytte et lag forbi et andet er ren stress (F/EN). Ændringen af ​​væskehastighed med afstand vinkelret på den påførte kraft (kald dette y-retning) er hastighedsgradienten (Δ_v_ / Δ_y_) eller forskydningshastighed.

Dynamisk viskositet, også kendt som absolut viskositet eller simpelthen viskositet (eller η), er forholdet mellem forskydningsspænding og forskydningshastighed og har enheder i SI-systemet på pascal-sekunder (Pa-s):

η = (F/EN) / (Δ_v_ / Δ_y_)

I CGS-termer har viskositeten enheder af poise (P), hvor 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. Poisen er ubelejligt stor for de fleste væsker, men centipoise (cP) er mere almindeligt brugt.

Dynamisk viskositet måles ofte med et roterende viskosimeter, der bruger en roterende sonde nedsænket i en væskeprøve. Afhængigt af testens art kan sonden være en cylinder, en kugle, en skive eller en anden form. Viskositeten bestemmes af den nødvendige kraft til at rotere sonden med en valgt hastighed. Fordi viskositeten varierer med temperaturen, skal enhver meningsfuld beskrivelse af viskositeten også omfatte temperatur.

EN Newtonsk væskehar ligesom vand en konstant viskositet på trods af mængden af ​​forskydningsspænding. Ikke-newtonske væsker har viskositeter, der varierer med størrelsen af ​​forskydningsspænding.

Maling, ketchup og mayonnaise er ikke-newtonske væsker, der undergår udtynding, hvilket betyder, at deres viskositet falder under omrøring. Derimod en blanding af majsstivelse og vand, undertiden kaldet oobleck og bruges til nogle slimopskrifter, udviser stressfortykning - du kan langsomt skubbe din hånd ind i obleck, men den bliver stiv, hvis den rammes hurtigt.

I modsætning til dynamisk viskositet, kinematisk viskositet måler modstanden mod at strømme under kun påvirkning af tyngdekraften og bruges primært til newtonske væsker. Kinematisk viskositet υ er forholdet mellem dynamisk viskositet η og massetætheden ρ af væsken:

υ = η/ρ

Kinematisk viskositet har CGS-enheder på cm²/ s, kaldet stokes (St), opkaldt efter den irske matematiker Sir George Gabriel Stokes, der gjorde meget arbejde inden for flydende mekanik. På grund af værdiområdet for de fleste væsker udtrykkes kinematisk viskositet mere bekvemt i centistoke (cSt), hvor 1 cSt = 0,01 St.

I USA beskrives kinematisk viskositet ofte som Saybolt-viskositet, udtrykt som Saybolt Universal Seconds (SUS) eller Saybolt Seconds Universal (SSU). Saybolt-viskositet, også kaldet SSU-viskositet, måles med et Saybolt-viskosimeter, som opvarmer væsken til en ønsket temperatur og hælder den gennem en kalibreret åbning.

Standardtesttemperaturer er 77, 100, 122 og 210 grader Fahrenheit (25,0, 37,8, 50,0 og 98,9 grader Celsius). Tiden i sekunder, hvor 60 ml væske strømmer gennem åbningen, er SSU.

I sit dokument ASTM D2161-19 har American Society for Testing and Materials defineret, hvordan man konverterer mellem kinematisk viskositet υ i centistokes og SSU t i sekunder. Metoden udledes empirisk, og den er følgelig noget kompleks. I forenklet form bruger konvertering af SSU til cSt følgende ligninger til forskellige områder af SSU-viskositet:

υ = 0.226_t_ - 195 /t (32 < t < 100)

υ = 0.220_t_ - 135 /t (t> 100)

Konvertering af kinematisk viskositet til SSU kræver det omvendte forhold, som kan opnås ved at bruge løsningen til den kvadratiske ligning:

t = [-b + SQRT (b² - 4ac)] / [2a]

Hvor: b = -υ i centistokes (cSt)

a = 0,226 og c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0,220 og c = -135 (20,63> υ > 52)

Hvis den kinematiske viskositet υ = 30 centistokes:

1. Bestem udtryk a, b og c: a = 0,226, b = -30 og c = -195.
2. Beregn b² = 900.00.
3. Beregn 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Beregn 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Beregn SQRT (b² -4ac) = √1076,28 = 32,81.
6. Beregn SSU-viskositet t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138,9 sekunder.