Hogyan lehet konvertálni a Centistokes-t SSU-vá

A viszkozitás a folyadék áramlással szembeni ellenállásának mértéke, amelyet a belső mozgásellenállás okoz. Az alacsony viszkozitású folyadék, mint a víz, könnyen áramlik ahhoz képest, mint a méz. Általában a folyadék viszkozitása csökken a hőmérséklet növekedésével. A méz például nagyon viszkózus, ha hideg, és kicsordulna az üvegből, ha megpróbálná önteni. Melegítsük meg a mézet, és könnyen önthetővé válik.

Ha úgy gondolja, hogy a folyadékszerű papírlapok rétegei egy kötegbe vannak rakva, akkor a területegységre eső erőt az egyes lapok hosszában kell alkalmazni x-direction), az egyik réteg áthelyezése a másikra a nyírófeszültség (F/A). A folyadék sebességének változása az alkalmazott erőre merőleges távolsággal (nevezzük ezt y-direction) a sebességgradiens (Δ_v_ / Δ_y_) vagy nyírósebesség.

Dinamikus viszkozitás, más néven abszolút viszkozitás vagy egyszerűen viszkozitás (vagy η), a nyírófeszültség és a nyírósebesség aránya, és egységei vannak az SI rendszerben pascal-másodperc (Pa-s):

η = (F/A) / (Δ_v_ / Δ_y_)

CGS-értelemben a viszkozitásnak vannak mértéktartama (P), ahol 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. A testmagasság azonban a legtöbb folyadék számára kellemetlenül nagy, ezért a centipoise-t (cP) szokták használni.

A dinamikus viszkozitást gyakran rotációs viszkoziméterrel mérik, amely folyadékmintába merített forgó szondát használ. A teszt jellegétől függően a szonda lehet henger, gömb, korong vagy más alakú. A viszkozitást a szonda kiválasztott sebességgel történő forgatásához szükséges erő határozza meg. Mivel a viszkozitás a hőmérséklettől függően változik, a viszkozitás minden értelmes leírásának tartalmaznia kell a hőmérsékletet is.

A Newtoni folyadékA vízhez hasonlóan a viszkozitása a nyírófeszültség nagysága ellenére is állandó. A nem newtoni folyadékok viszkozitása a nyírófeszültség nagyságától függően változik.

A festék, a ketchup és a majonéz nem newtoni folyadékok, amelyek stresszhígításon mennek keresztül, ami azt jelenti, hogy viszkozitásuk keverés közben csökken. Ezzel szemben a kukoricakeményítő és a víz keveréke, néha úgynevezett oobleck és néhány nyálkás receptnél használják, stressz-sűrűsödést mutat - lassan benyomhatja a kezét a nyakba, de merevvé válik, ha gyorsan ütik.

A dinamikus viszkozitással ellentétben kinematikai viszkozitás csak a gravitáció hatására méri az áramlás ellenállását, és elsősorban a newtoni folyadékok esetében alkalmazzák. Kinematikai viszkozitás υ a dinamikus viszkozitás aránya η és a tömegsűrűség ρ folyadék:

υ = η/ρ

A kinematikai viszkozitás CGS-egysége cm²/ s, hívott stokes (St), Sir George Gabriel Stokes ír matematikusról kapta a nevét, aki sok munkát végzett a folyadékmechanikában. A legtöbb folyadék értéktartománya miatt a kinematikai viszkozitás kényelmesebb centisztoke-ban (cSt) kifejezve, ahol 1 cSt = 0,01 St.

Az Egyesült Államokban a kinematikai viszkozitást gyakran Saybolt-viszkozitásnak írják le, Saybolt Universal Seconds (SUS) vagy Saybolt Seconds Universal (SSU) formájában kifejezve. A Saybolt-viszkozitást, más néven SSU-viszkozitást, egy Saybolt-viszkoziméterrel mérjük, amely a folyadékot a kívánt hőmérsékletre melegíti és kalibrált nyíláson át önti.

A standard vizsgálati hőmérséklet 77, 100, 122 és 210 Fahrenheit fok (25,0, 37,8, 50,0 és 98,9 Celsius fok). Az az idő másodpercben, amikor 60 ml folyadék átfolyik a nyíláson, az SSU.

Az American Society for Testing and Materials ASTM D2161-19 dokumentumában meghatározta, hogyan lehet átalakítani a kinematikai viszkozitás között υ centisztoke-ban és SSU-ban t másodpercek alatt. A módszer empirikusan származik, következésképpen némileg összetett. Egyszerűsített formában az SSU konvertálása cSt-be a következő egyenleteket használja az SSU viszkozitásának különböző tartományaihoz:

υ = 0.226_t_ - 195 /t (32 < t < 100)

υ = 0,220_t_ - 135 /t (t> 100)

A kinematikai viszkozitás SSU-vé konvertálásához meg kell adni az inverz összefüggést, amely a másodfokú egyenlet megoldásának felhasználásával érhető el:

t = [-b + SQRT (b² - 4ac)] / [2a]

Ahol: b = -υ centisztoke-ban (cSt)

a = 0,226 és c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0,220 és c = -135 (20,63> υ > 52)

Ha a kinematikai viszkozitás υ = 30 centistoke:

1. Határozzuk meg az a, b és c kifejezéseket: a = 0,226, b = -30 és c = -195.
2. Számítsa ki b² = 900.00.
3. Számítsuk ki 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Számítsa ki a 2a = 2 × 0,226 = 0,452 értéket.
5. Számítsa ki az SQRT értéket (b² -4ac) = √1076,28 = 32,81.
6. Számítsa ki az SSU viszkozitását t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138,9 másodperc.