Το ιξώδες είναι μια σημαντική παράμετρος στη δυναμική των υγρών - τόσο σημαντικό ώστε οι επιστήμονες που εργάζονται στον τομέα να ορίζουν δύο διαφορετικά είδη, το καθένα με τις δικές του μονάδες. Μια κοινή μονάδα μέτρησης δυναμικού ιξώδους είναι το poise (P), το οποίο ισούται με 1 γραμμάριο ανά εκατοστό του δευτερολέπτου. Μια αντίστοιχη μονάδα για κινηματικό ιξώδες είναι το stoke (St), το οποίο είναι ισοδύναμο με 1 εκατοστό2 ανά δευτερόλεπτο. Και οι δύο μονάδες είναι μεγάλες και, για πρακτικούς σκοπούς, είναι πιο συνηθισμένο να χρησιμοποιείτε το centipoise (cP) και το centistoke (cSt), που είναι ίσο με το ένα εκατοστό της αντίστοιχης ολόκληρης μονάδας. Ένας εύκολος τρόπος μετατροπής από κινηματικό σε δυναμικό ιξώδες είναι ο πολλαπλασιασμός της τιμής σε centistokes με το ειδικό βάρος του υγρού για να ληφθεί η αντίστοιχη τιμή σε centipoise.
Δύο είδη ιξώδους
Ο ορισμός του δυναμικού - ή του απόλυτου - ιξώδους είναι η εφαπτομενική δύναμη ανά μονάδα περιοχής που χρειάζεται για να μετακινηθεί οριζόντιο επίπεδο ενός ρευστού σε σχέση με ένα άλλο επίπεδο με ταχύτητα μονάδας, διατηρώντας παράλληλα μια απόσταση μονάδας μεταξύ τα αεροπλάνα. Με άλλα λόγια, είναι ένα μέτρο της εσωτερικής αντίστασης του υγρού στη ροή. Όποιος προσπάθησε να μετακινήσει ένα μαχαίρι μέσω της μελάσας γνωρίζει ότι έχει υψηλότερο δυναμικό ιξώδες από το νερό.
Το κινηματικό ιξώδες ορίζεται ως η αναλογία δυναμικού ιξώδους προς πυκνότητα. Δύο υγρά με το ίδιο δυναμικό ιξώδες μπορούν να έχουν πολύ διαφορετικές τιμές για το κινηματικό ιξώδες, ανάλογα με την πυκνότητά τους.
Μέτρηση του ιξώδους
Για να μετρηθεί το δυναμικό ιξώδες, πρέπει να εφαρμοστεί κάποιος τύπος γνωστής εξωτερικής δύναμης. Ένας κοινός τρόπος μέτρησης αυτής της ποσότητας είναι να περιστρέψετε έναν καθετήρα στο υγρό και να μετρήσετε την ποσότητα ροπής ή περιστροφικής δύναμης που απαιτείται για να μετακινήσετε τον ανιχνευτή σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα. Δεδομένου ότι το κινηματικό ιξώδες δεν εξαρτάται από την κίνηση ή μια εξωτερική δύναμη διαφορετική από τη δύναμη της βαρύτητας, ένας κοινός τρόπος μέτρησης είναι να επιτρέπεται στο υγρό να ρέει μέσω ενός βαθμονομημένου τριχοειδούς σωλήνα.
Κατά τη μέτρηση δυναμικού και κινηματικού ιξώδους, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη τη θερμοκρασία, επειδή το ιξώδες ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Η ειδική βαρύτητα κάνει τη μετατροπή ευκολότερη
Το ειδικό βάρος ενός υγρού, αερίου ή στερεού είναι η πυκνότητά του διαιρούμενη με την πυκνότητα του νερού. Δεδομένου ότι το νερό έχει πυκνότητα 1 g / cm3 (1 g / ml), το ειδικό βάρος είναι μια τιμή χωρίς διάσταση ουσιαστικά ίση με την πυκνότητα. Αυτή η συντόμευση διευκολύνει την παρακολούθηση των μονάδων κατά τη μετατροπή από δυναμικό σε κινηματικό ιξώδες και αντίστροφα. Για οποιοδήποτε υγρό, το κινηματικό ιξώδες σε centistokes X ειδικό βάρος = το δυναμικό ιξώδες σε centipoise. Εάν κάνετε τον ίδιο υπολογισμό χρησιμοποιώντας πυκνότητα αντί συγκεκριμένου βάρους, πρέπει να μετατρέψετε το ιξώδες σε centistokes σε stokes, πολλαπλασιάζεται με την πυκνότητα του υγρού σε g / ml και μετατρέψτε το αποτέλεσμα σε poise πίσω σε centipoise.
Μερικά παραδείγματα
Στην περίπτωση του νερού, η μετατροπή μεταξύ centistokes και centipoise είναι εύκολη, επειδή το νερό έχει ειδικό βάρος 1. Το κινηματικό ιξώδες του νερού στους 70 βαθμούς Φαρενάιτ (21 βαθμοί Κελσίου) είναι 1 centistoke και το δυναμικό ιξώδες είναι 1 centipoise.
Σε 68 βαθμούς Φαρενάιτ (20 βαθμούς Κελσίου), το μέλι έχει πυκνότητα 1,42 g / ml (ειδικό βάρος 1,42). Το δυναμικό ιξώδες του είναι 10.000 cP, οπότε το κινηματικό του ιξώδες είναι 10.000 cp /1.42 = 7.042 cSt.