So konvertieren Sie Centistokes in SSU

Die Viskosität ist ein Maß für den Strömungswiderstand einer Flüssigkeit und wird durch den inneren Bewegungswiderstand verursacht. Eine Flüssigkeit mit niedriger Viskosität wie Wasser fließt leicht im Vergleich zu einer mit hoher Viskosität wie Honig. Im Allgemeinen nimmt die Viskosität einer Flüssigkeit mit steigender Temperatur ab. Honig zum Beispiel ist im kalten Zustand sehr zähflüssig und würde beim Versuch, ihn einzugießen, aus dem Glas sickern. Erhitzen Sie den Honig jedoch, und er wird leicht zu gießen.

Wenn Sie sich Schichten von flüssigkeitsähnlichen Papierblättern vorstellen, die in einem Bündel gestapelt sind, ist die Kraft pro Flächeneinheit, die entlang der Länge jedes Blatts ausgeübt wird (nennen Sie dies die x-Richtung), um eine Ebene an einer anderen vorbei zu bewegen, ist die Schubspannung (F/EIN). Die Änderung der Fluidgeschwindigkeit mit dem Abstand senkrecht zur aufgebrachten Kraft (nennen Sie dies die ja-Richtung) ist der Geschwindigkeitsgradient (Δ_v_/Δ_y_) oder Scherrate.

Dynamische Viskosität, auch bekannt als absolute Viskosität oder einfach Viskosität (oder η), ist das Verhältnis von Schubspannung zu Schergeschwindigkeit und hat Einheiten im SI-System von Pascal-Sekunden (Pa-s):

η = (F/EIN) / (Δ_v_/Δ_y_)

In CGS-Begriffen hat die Viskosität die Einheit Poise (P), wobei 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. Der Poise ist jedoch für die meisten Flüssigkeiten unbequem groß, daher wird die Centipoise (cP) häufiger verwendet.

Die dynamische Viskosität wird oft mit einem Rotationsviskosimeter gemessen, das eine rotierende Sonde verwendet, die in eine Flüssigkeitsprobe eingetaucht wird. Je nach Art des Tests kann die Sonde ein Zylinder, eine Kugel, eine Scheibe oder eine andere Form sein. Die Viskosität wird durch die Kraft bestimmt, die benötigt wird, um die Sonde mit einer gewählten Geschwindigkeit zu drehen. Da die Viskosität mit der Temperatur variiert, muss jede aussagekräftige Beschreibung der Viskosität auch die Temperatur beinhalten.

EIN Newtonsche Flüssigkeit, hat wie Wasser trotz der Höhe der Schubspannung eine konstante Viskosität. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten haben Viskositäten, die mit der Größe der Scherspannung variieren.

Farbe, Ketchup und Mayonnaise sind nicht-Newtonsche Flüssigkeiten, die einer Spannungsverdünnung unterliegen, was bedeutet, dass ihre Viskosität beim Rühren abnimmt. Im Gegensatz dazu eine Mischung aus Maisstärke und Wasser, manchmal auch genannt Oobleck und für einige Schleimrezepte verwendet, zeigt Stressverdickung – Sie können Ihre Hand langsam in das Oobleck drücken, aber es wird steif, wenn es schnell getroffen wird.

Im Gegensatz zur dynamischen Viskosität kinematische Viskosität misst den Strömungswiderstand nur unter dem Einfluss der Schwerkraft und wird hauptsächlich für Newtonsche Flüssigkeiten verwendet. Kinematische Viskosität υ ist das Verhältnis der dynamischen Viskosität η und die Massendichte ρ der Flüssigkeit:

υ = η/ρ

Die kinematische Viskosität hat CGS-Einheiten von cm²/s, genannt schürt (St), benannt nach dem irischen Mathematiker Sir George Gabriel Stokes, der viel in der Strömungsmechanik gearbeitet hat. Aufgrund des Wertebereichs für die meisten Flüssigkeiten wird die kinematische Viskosität bequemer in Centistokes (cSt) ausgedrückt, wobei 1 cSt = 0,01 St.

In den Vereinigten Staaten wird die kinematische Viskosität oft als Saybolt-Viskosität beschrieben, ausgedrückt als Saybolt Universal Seconds (SUS) oder Saybolt Seconds Universal (SSU). Die Saybolt-Viskosität, auch SSU-Viskosität genannt, wird mit einem Saybolt-Viskosimeter gemessen, das die Flüssigkeit auf eine gewünschte Temperatur erhitzt und sie durch eine kalibrierte Öffnung gießt.

Standardtesttemperaturen sind 77, 100, 122 und 210 Grad Fahrenheit (25,0, 37,8, 50,0 und 98,9 Grad Celsius). Die Zeit in Sekunden, in der 60 ml der Flüssigkeit durch die Öffnung fließen, ist die SSU.

In ihrem Dokument ASTM D2161-19 hat die American Society for Testing and Materials die Umrechnung zwischen kinematischer Viskosität υ in Centistokes und SSU t in Sekunden. Die Methode ist empirisch abgeleitet und daher etwas komplex. In vereinfachter Form verwendet die Umrechnung von SSU in cSt die folgenden Gleichungen für verschiedene Bereiche der SSU-Viskosität:

υ = 0,226_t_ − 195/t (32 < t < 100)

υ = 0,220_t_ − 135/t (t > 100)

Die Umrechnung der kinematischen Viskosität in SSU erfordert die inverse Beziehung, die durch Verwendung der Lösung der quadratischen Gleichung erhalten werden kann:

t = [-b + SQRT(b² - 4ac) ] / [2a]

Wo: b = -υ in Centistokes (cSt)

a = 0,226 und c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0,220 und c = -135 (20,63 > υ > 52)

Wenn die kinematische Viskosität υ = 30 Centistokes:

1. Bestimmen Sie die Terme a, b und c: a = 0,226, b = -30 und c = -195.
2. Berechnen b² = 900.00.
3. Berechnen Sie 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Berechnen Sie 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Berechnen SQRT(b² -4ac) = √1076,28 = 32,81.
6. Berechnen Sie die SSU-Viskosität t = [-b + SQRT(b² -4ac)] / [2a] = 138,9 Sekunden.