Comment convertir des centistokes en SSU

La viscosité est une mesure de la résistance d'un fluide à l'écoulement et est causée par la résistance interne au mouvement. Un liquide à faible viscosité, comme l'eau, s'écoule facilement par rapport à un liquide à haute viscosité, comme le miel. En général, la viscosité d'un liquide diminue à mesure que la température augmente. Le miel, par exemple, est très visqueux s'il est froid et suinte du pot si vous essayez de le verser. Chauffer le miel, cependant, et il devient facile à verser.

Si vous imaginez des couches de feuilles de papier fluides empilées en une liasse, la force par unité de surface, appliquée sur la longueur de chaque feuille (appelez cela la X-direction), pour passer d'un calque à l'autre est le contrainte de cisaillement (F/UNE). Le changement de vitesse du fluide avec la distance perpendiculaire à la force appliquée (appelez cela le oui-direction) est le gradient de vitesse (Δ_v_/Δ_y_) ou taux de cisaillement.

Viscosité dynamique, aussi connu sous le nom

η = (F/UNE) / (Δ_v_/Δ_y_)

En termes CGS, la viscosité a des unités de poise (P), où 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. Cependant, le poise est trop grand pour la plupart des fluides, de sorte que le centipoise (cP) est plus couramment utilisé.

La viscosité dynamique est souvent mesurée avec un viscosimètre rotatif, qui utilise une sonde rotative immergée dans un échantillon de liquide. Selon la nature du test, la sonde peut être un cylindre, une sphère, un disque ou une autre forme. La viscosité est déterminée par la force nécessaire pour faire tourner la sonde à une vitesse choisie. Étant donné que la viscosité varie avec la température, toute description significative de la viscosité doit également inclure la température.

UNE fluide newtonien, comme l'eau, a une viscosité constante malgré la quantité de contrainte de cisaillement. Les fluides non newtoniens ont des viscosités qui varient avec l'amplitude de la contrainte de cisaillement.

La peinture, le ketchup et la mayonnaise sont des fluides non newtoniens qui subissent un éclaircissement sous contrainte, ce qui signifie que leurs viscosités diminuent avec l'agitation. En revanche, un mélange de fécule de maïs et d'eau, parfois appelé oobleck et utilisé pour certaines recettes de slime, présente un épaississement du stress - vous pouvez lentement pousser votre main dans oobleck, mais il devient rigide s'il est frappé rapidement.

Contrairement à la viscosité dynamique, viscosité cinématique mesure la résistance à l'écoulement sous la seule influence de la gravité et est principalement utilisé pour les fluides newtoniens. Viscosité cinématique υ est le rapport de la viscosité dynamique η et la masse volumique ρ du liquide :

υ = η/ρ

La viscosité cinématique a des unités CGS de cm²/s, appelé attise (St), du nom du mathématicien irlandais Sir George Gabriel Stokes, qui a beaucoup travaillé sur la mécanique des fluides. En raison de la plage de valeurs pour la plupart des fluides, la viscosité cinématique est plus commodément exprimée en centistokes (cSt), où 1 cSt = 0,01 St.

Aux États-Unis, la viscosité cinématique est souvent décrite comme la viscosité Saybolt, exprimée en Saybolt Universal Seconds (SUS) ou Saybolt Seconds Universal (SSU). La viscosité Saybolt, également appelée viscosité SSU, est mesurée avec un viscosimètre Saybolt, qui chauffe le liquide à une température souhaitée et le verse à travers un orifice calibré.

Les températures de test standard sont de 77, 100, 122 et 210 degrés Fahrenheit (25,0, 37,8, 50,0 et 98,9 degrés Celsius). Le temps en secondes pour que 60 ml de liquide s'écoulent à travers l'orifice est le SSU.

Dans son document ASTM D2161-19, l'American Society for Testing and Materials a défini comment convertir entre la viscosité cinématique υ en centistokes et SSU t en secondes. La méthode est dérivée empiriquement, et par conséquent elle est quelque peu complexe. Sous une forme simplifiée, la conversion de SSU en cSt utilise les équations suivantes pour différentes plages de viscosité SSU :

υ = 0,226_t_ − 195/t (32 < t < 100)

υ = 0,220_t_ − 135/t (t > 100)

La conversion de la viscosité cinématique en SSU nécessite la relation inverse, qui peut être obtenue en utilisant la solution de l'équation quadratique :

t = [-b + CARRÉ(b² - 4ac) ] / [2a]

Où: b = -υ en centistokes (cSt)

a = 0,226 et c = -195 (1 υ ≥ 20.63)

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

Si la viscosité cinématique υ = 30 centistokes :

1. Déterminer les termes a, b et c: a = 0,226, b = -30 et c = -195.
2. Calculer b² = 900.00.
3. Calculez 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Calculez 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Calculer SQRT(b² -4ac) = 1076,28 = 32,81.
6. Calculer la viscosité SSU t = [-b + SQRT(b² -4ac)] / [2a] = 138,9 secondes.