צמיגות היא פרמטר חשוב בדינמיקה של נוזלים - כל כך חשוב שמדענים העובדים בתחום מגדירים שני סוגים שונים שלכל אחד מהם יחידות משלו. יחידה נפוצה למדידת צמיגות דינמית היא poise (P), השווה ל- 1 גרם לסנטימטר שנייה. יחידה מתאימה לצמיגות קינמטית היא הסטוק (St), שווה ערך לסנטימטר אחד2 לשניה. שתי היחידות גדולות, ולצורך פרקטיות, מקובל יותר להשתמש בצנטריפואה (cP) וב centistoke (cSt), השווים למאה מכל היחידה התואמת. דרך קלה להמיר מצמיגות קינמטית לדינמית היא להכפיל את הערך בצנטיסטיקים בכוח המשיכה הספציפי של הנוזל כדי לקבל את הערך המקביל בצנטריפויזה.
שני סוגים של צמיגות
ההגדרה של צמיגות דינמית - או מוחלטת היא הכוח המשיק ליחידת שטח שנדרש כדי להזיז אותו מישור אופקי של נוזל ביחס למישור אחר במהירות יחידה תוך שמירה על מרחק יחידה בין המטוסים. במילים אחרות, זה מדד להתנגדות הפנימית של הנוזל לזרימה. כל מי שניסה להעביר סכין דרך מולסה יודע שיש לו צמיגות דינמית גבוהה יותר מאשר מים.
צמיגות קינמטית מוגדרת כיחס בין צמיגות דינמית לצפיפות. לשני נוזלים בעלי צמיגות דינמית זהה יכולים להיות ערכים שונים מאוד לצמיגות קינמטית, בהתאם לצפיפותם.
מדידת צמיגות
כדי למדוד צמיגות דינמית, יש להפעיל סוג כלשהו של כוח חיצוני ידוע. דרך נפוצה למדוד את הכמות הזו היא לסובב חללית בנוזל ולמדוד את כמות המומנט, או כוח הסיבוב, הנחוצים בכדי להזיז את החללית במהירות מסוימת. מכיוון שצמיגות קינמטית אינה תלויה בתנועה או בכוח חיצוני שאינו כוח הכבידה, דרך נפוצה למדוד אותה היא לאפשר לנוזל לזרום דרך צינור נימים מכויל.
כאשר מודדים צמיגות דינמית וקינמטית, חשוב לקחת את הטמפרטורה בחשבון מכיוון שצמיגות משתנה עם הטמפרטורה.
כוח משיכה ספציפי הופך את ההמרה לקלה יותר
כוח המשיכה הספציפי של נוזל, גז או מוצק הוא צפיפותו חלקי צפיפות המים. מכיוון שלמים יש צפיפות של 1 גרם / סמ"ק (1 גרם / מ"ל), כוח הכבידה הספציפי הוא ערך חסר ממד השווה למעשה לצפיפות. קיצור דרך זה מקל על מעקב אחר יחידות בעת המרה מצמיגות דינמית לקינמטית ולהיפך. לכל נוזל, הצמיגות הקינמטית בצנטיסטוקס X כוח הכבידה הספציפי = הצמיגות הדינמית בצנטריפויזה. אם אתה מבצע את אותו חישוב באמצעות צפיפות במקום כוח משיכה ספציפי, עליך להמיר את הצמיגות פנימה centistokes ל stokes, להכפיל את צפיפות הנוזל g / ml, ולהמיר את התוצאה במצב של חזרה ל מרפא.
כמה דוגמאות
במקרה של מים, המרה בין צנטיסטוקים לצנטיפיז היא קלה מכיוון שלמשקל יש משקל ספציפי של 1. הצמיגות הקינמטית של מים ב 70 מעלות פרנהייט (21 מעלות צלזיוס) היא צנטיסטוק 1, והצמיגות הדינמית היא 1 צנטיפוי.
בטמפרטורה של 68 מעלות פרנהייט (20 מעלות צלזיוס), לדבש יש צפיפות של 1.42 גרם / מ"ל (כוח משקל ספציפי 1.42). צמיגותה הדינמית היא 10,000 cP, ולכן צמיגותה הקינמטית היא 10,000 cp /1.42 = 7,042 cSt.