Kako pretvoriti centistoke u SSU

Viskoznost je mjera otpora tekućine protoku i uzrokovana je unutarnjim otporom gibanju. Tekućina niske viskoznosti, poput vode, teče lako u usporedbi s tekućinom visoke viskoznosti, poput meda. Općenito, viskoznost tekućine opada s porastom temperature. Na primjer, med je vrlo viskozan ako je hladan i curio bi iz staklenke ako biste ga pokušali natočiti. Zagrijte med, međutim, postaje lako točiti.

Ako zamislite slojeve listova papira nalik tekućini složenih u snop, sila po jedinici površine, primijenjena duž duljine svakog lista (nazovite to x-smjer), za pomicanje jednog sloja pored drugog je smicanje naprezanje (F/A). Promjena brzine fluida s udaljenošću okomitom na primijenjenu silu (ovo nazovite g-smjer) je gradijent brzine (Δ_v_ / Δ_y_) ili brzina smicanja.

Dinamička viskoznost, također poznat kao apsolutna viskoznost ili jednostavno viskoznost (ili η), omjer je smičućeg naprezanja i brzine smicanja i ima jedinice u SI sustavu paskal-sekundi (Pa-s):

η = (F/A) / (Δ_v_ / Δ_y_)

U CGS uvjetima, viskoznost ima jedinice pripravnosti (P), gdje je 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. Međutim, držanje je nezgodno veliko za većinu tekućina, pa se centipoza (cP) češće koristi.

Dinamička viskoznost često se mjeri rotacijskim viskozimetrom koji koristi sondu za predenje uronjenu u uzorak tekućine. Ovisno o prirodi testa, sonda može biti cilindar, kugla, disk ili neki drugi oblik. Viskoznost se određuje silom potrebnom za okretanje sonde odabranom brzinom. Budući da viskoznost varira ovisno o temperaturi, svaki značajan opis viskoznosti mora također sadržavati temperaturu.

A Newtonova tekućina, poput vode, ima konstantnu viskoznost unatoč količini posmičnog naprezanja. Nenjutnovske tekućine imaju viskoznost koja varira s veličinom posmičnog naprezanja.

Boja, kečap i majoneza nisu njutnovske tekućine koje se podvrgavaju razrjeđivanju stresa, što znači da se njihove viskoznosti smanjuju miješanjem. Suprotno tome, mješavina kukuruznog škroba i vode, koja se ponekad naziva oobleck i koristi se za neke recepte sluzi, pokazuje zgušnjavanje stresa - možete polako gurnuti ruku u oobleck, ali ona brzo postane kruta ako se brzo udari.

Za razliku od dinamičke viskoznosti, kinematička viskoznost mjeri otpor protoku samo pod utjecajem gravitacije i prvenstveno se koristi za Newtonove tekućine. Kinematička viskoznost υ je omjer dinamičke viskoznosti η i gustoću mase ρ tekućine:

υ = η/ρ

Kinematička viskoznost ima CGS jedinice cm²/ s, pozvano poticaji (St), nazvan po irskom matematičaru Sir Georgeu Gabrielu Stokesu, koji je puno radio u mehanici fluida. Zbog raspona vrijednosti za većinu tekućina, kinematička viskoznost prikladnije se izražava u centistoksima (cSt), gdje je 1 cSt = 0,01 St.

U Sjedinjenim Državama kinematička viskoznost često se opisuje kao Sayboltova viskoznost, izražena kao Saybolt Universal Seconds (SUS) ili Saybolt Seconds Universal (SSU). Sayboltova viskoznost, koja se naziva i SSU viskoznost, mjeri se Sayboltovim viskozimetrom, koji zagrijava tekućinu na željenu temperaturu i izlijeva je kroz kalibrirani otvor.

Standardne temperature za ispitivanje su 77, 100, 122 i 210 stupnjeva Fahrenheita (25,0, 37,8, 50,0 i 98,9 Celzijevih stupnjeva). Vrijeme u sekundama da 60 ml tekućine protječe kroz otvor je SSU.

U svom dokumentu ASTM D2161-19, Američko društvo za ispitivanje i materijale definiralo je kako pretvoriti između kinematičke viskoznosti υ u centistokes i SSU t za nekoliko sekundi. Metoda je izvedena empirijski i prema tome je donekle složena. U pojednostavljenom obliku, pretvaranje SSU u cSt koristi sljedeće jednadžbe za različite raspone viskoznosti SSU:

υ = 0,226_t_ - 195 /t (32 < t < 100)

υ = 0,220_t_ - 135 /t (t> 100)

Pretvaranje kinematičke viskoznosti u SSU zahtijeva obrnuti odnos, koji se može dobiti korištenjem rješenja za kvadratnu jednadžbu:

t = [-b + SQRT (b² - 4ac)] / [2a]

Gdje je: b = -υ u centistokesima (cSt)

a = 0,226 i c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0,220 i c = -135 (20,63> υ > 52)

Ako je kinematička viskoznost υ = 30 centistokes:

1. Odredite pojmove a, b i c: a = 0,226, b = -30 i c = -195.
2. Izračunaj b² = 900.00.
3. Izračunajte 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Izračunajte 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Izračunajte SQRT (b² -4ac) = 1076,28 = = 32,81.
6. Izračunati SSU viskoznost t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138,9 sekundi.