Kuinka muuntaa Centistokes SSU: ksi

Viskositeetti mittaa nesteen virtauskestävyyttä ja johtuu sisäisestä liikkumisvastuksesta. Neste, jolla on matala viskositeetti, kuten vesi, virtaa helposti verrattuna korkeaviskositeettiseen nesteeseen, kuten hunaja. Yleensä nesteen viskositeetti pienenee lämpötilan noustessa. Esimerkiksi hunaja on hyvin viskoosia kylmänä ja se vuotaa purkista, jos yrität kaataa sitä. Kuumenna hunaja, ja se on helppo kaataa.

Jos kuvittelette kerroksiin nestemäisiä paperiarkkeja pinottuina, pinta-alayksikköä kohden kohdistuva voima kohdistuu jokaisen arkin pituudelta (kutsu tätä x-direction), kerroksen siirtäminen toisen ohitse on leikkausjännitys (F/A). Nesteen nopeuden muutos, kun etäisyys on kohtisuorassa käytettyyn voimaan nähden (kutsu tätä y-suunta) on nopeusgradientti (Δ_v_ / Δ_y_) tai leikkausnopeus.

Dynaaminen viskositeetti, tunnetaan myös absoluuttinen viskositeetti tai yksinkertaisesti viskositeetti (tai η), on leikkausjännityksen ja leikkausnopeuden suhde, ja sen SI-järjestelmässä on yksiköitä pascal-sekuntia (Pa-s):

η = (F/A) / (Δ_v_ / Δ_y_)

CGS-termeillä viskositeetilla on yksikköä poise (P), missä 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. Pois on kuitenkin epämiellyttävän suuri useimmille nesteille, joten keskipitkää (cP) käytetään yleisemmin.

Dynaaminen viskositeetti mitataan usein pyörivällä viskosimetrillä, jossa käytetään nestenäytteeseen upotettua pyörivää anturia. Testin luonteesta riippuen koetin voi olla sylinteri, pallo, levy tai jokin muu muoto. Viskositeetti määräytyy voimalla, jota tarvitaan anturin pyörittämiseen valitulla nopeudella. Koska viskositeetti vaihtelee lämpötilan mukaan, merkityksellisen viskositeetin kuvauksen on sisällettävä myös lämpötila.

A Newtonin nesteVedellä, kuten vedellä, on vakio viskositeetti leikkausjännityksen määrästä huolimatta. Ei-Newtonin nesteiden viskositeetit vaihtelevat leikkausjännityksen suuruuden mukaan.

Maali, ketsuppi ja majoneesi ovat ei-newtonilaisia ​​nesteitä, joille tapahtuu ohennusta, mikä tarkoittaa, että niiden viskositeetit vähenevät sekoittaen. Sen sijaan maissitärkkelyksen ja veden seos, jota joskus kutsutaan oobleck ja sitä käytetään joissakin liman resepteissä, sillä on paksuuntumista - voit työntää kätesi hitaasti, mutta se muuttuu jäykäksi, jos se lyödään nopeasti.

Toisin kuin dynaaminen viskositeetti, kinemaattinen viskositeetti mittaa virtauskestävyyttä vain painovoiman vaikutuksesta ja sitä käytetään ensisijaisesti Newtonin nesteisiin. Kinemaattinen viskositeetti υ on dynaamisen viskositeetin suhde η ja massatiheys ρ nestettä:

υ = η/ρ

Kinemaattisen viskositeetin CGS-yksiköt ovat cm²/ s, soitettu stokes (St), nimetty irlantilaisen matemaatikon Sir George Gabriel Stokesin mukaan, joka teki paljon työtä nestemekaniikassa. Useimpien nesteiden arvojen vaihteluvälin takia kinemaattinen viskositeetti ilmaistaan ​​helpommin sentistokeina (cSt), missä 1 cSt = 0,01 St.

Yhdysvalloissa kinemaattista viskositeettia kuvataan usein Saybolt-viskositeetina ilmaistuna Saybolt Universal Seconds (SUS) tai Saybolt Seconds Universal (SSU). Saybolt-viskositeetti, jota kutsutaan myös SSU-viskositeetiksi, mitataan Saybolt-viskosimetrillä, joka lämmittää nesteen haluttuun lämpötilaan ja kaataa sen kalibroidun aukon läpi.

Vakiotestilämpötilat ovat 77, 100, 122 ja 210 Fahrenheit-astetta (25,0, 37,8, 50,0 ja 98,9 Celsius-astetta). Aika sekunneissa, jolloin 60 ml nestettä virtaa aukon läpi, on SSU.

American Society for Testing and Materials on määritellyt asiakirjassa ASTM D2161-19, kuinka muuntaa kinemaattinen viskositeetti υ sentistokeina ja SSU: na t sekunneissa. Menetelmä on johdettu empiirisesti, joten se on jonkin verran monimutkainen. Yksinkertaistetussa muodossa SSU: n muuntaminen cSt: ksi käyttää seuraavia yhtälöitä SSU: n viskositeetin eri alueille:

υ = 0,226_t_ - 195 /t (32 < t < 100)

υ = 0,220_t_ - 135 /t (t> 100)

Kinemaattisen viskositeetin muuntaminen SSU: ksi vaatii käänteisen suhteen, joka voidaan saada käyttämällä ratkaisua neliöyhtälöön:

t = [-b + SQRT (b² - 4ac)] / [2a]

Missä: b = -υ sentistokeina (cSt)

a = 0,226 ja c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0,220 ja c = -135 (20,63> υ > 52)

Jos kinemaattinen viskositeetti υ = 30 senttiä:

1. Määritä termit a, b ja c: a = 0,226, b = -30 ja c = -195.
2. Laske b² = 900.00.
3. Laske 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Laske 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Laske SQRT (b² -4ac) = √1076,28 = 32,81.
6. Laske SSU-viskositeetti t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138,9 sekuntia.