כיצד להמיר Centistokes ל- SSU

צמיגות היא מדד להתנגדות של נוזל לזרימה ונגרמת על ידי ההתנגדות הפנימית לתנועה. נוזל עם צמיגות נמוכה, כמו מים, זורם בקלות בהשוואה לנוזל עם צמיגות גבוהה, כמו דבש. באופן כללי, צמיגות הנוזל יורדת ככל שעולה הטמפרטורה. דבש, למשל, צמיג מאוד אם הוא קר ונזל מהצנצנת אם ניסיתם למזוג אותו. מחממים את הדבש, עם זאת, וזה הופך להיות קל למזוג.

אם אתה מדמיין שכבות של גיליונות נייר דמויי נוזלים בערימה באלום, הכוח ליחידת שטח, המופעל לאורך כל גיליון (קרא לזה איקס-כיוון), כדי לעבור שכבה אחת מעבר לשנייה זה מתח גזירה (F/א). שינוי מהירות הנוזל עם מרחק ניצב לכוח המופעל (קוראים לזה y-כיוון) הוא שיפוע המהירות (Δ_v_ / Δ_y_) או קצב גזירה.

דחיסות דינמית, מוכר גם בשם צמיגות מוחלטת או בפשטות צְמִיגוּת (אוֹ η), הוא היחס בין מתח הגזירה לשיעור הגזירה ויש לו יחידות במערכת SI של פסקל-שניות (Pa-s):

η = (F/א) / (Δ_v_ / Δ_y_)

במונחים של CGS, לצמיגות יש יחידות של שוויון (P), בהן 1 גרם ס"מ^-1-ש^-1 = 1 P = 0.1 Pa-s. הרמה היא לא נוחה עבור רוב הנוזלים, עם זאת, ולכן נעשה שימוש נפוץ יותר בצנטריפואה (cP).

צמיגות דינמית נמדדת לעיתים קרובות בעזרת צביעת סיבוב, המשתמשת בחוט מסתובב השקוע בדגימת נוזל. בהתאם לאופי הבדיקה, הגשוש עשוי להיות גליל, כדור, דיסק או צורה אחרת. צמיגות נקבעת על ידי הכוח הדרוש לסיבוב החללית במהירות שנבחרה. מכיוון שצמיגות משתנה עם הטמפרטורה, כל תיאור משמעותי של צמיגות חייב לכלול גם טמפרטורה.

א נוזל ניוטוניבדומה למים, יש צמיגות מתמדת למרות כמות גזירה. לנוזלים שאינם ניוטוניים יש צמיגות המשתנה עם גודל מתח הגזירה.

צבע, קטשופ ומיונז הם נוזלים לא ניוטוניים שעוברים דילול מתח, מה שאומר שצמיגותם פוחתת תוך כדי ערבוב. לעומת זאת, תערובת של עמילן תירס ומים, המכונה לפעמים oobleck ומשמש לכמה מתכוני סליים, מפגין עיבוי מתחים - אתה יכול לאט לדחוף את היד שלך לתוך oobleck, אבל זה הופך להיות נוקשה אם מכה אותו במהירות.

שלא כמו צמיגות דינמית, צמיגות קינמטית מודד את עמידות הזרימה בהשפעת כוח הכבידה בלבד ומשמש בעיקר לנוזלים ניוטוניים. צמיגות קינמטית υ הוא היחס בין צמיגות דינמית η וצפיפות המסה ρ של הנוזל:

υ = η/ρ

צמיגות קינמטית כוללת יחידות CGS של ס"מ²/ s, נקרא סטוקס (סנט), על שמו של המתמטיקאי האירי סר ג'ורג 'גבריאל סטוקס, שעבד רבות במכניקת נוזלים. בגלל טווח הערכים של רוב הנוזלים, צמיגות קינמטית מתבטאת בצורה נוחה יותר בצנטיסטוקים (cSt), כאשר 1 cSt = 0.01 St.

בארצות הברית, צמיגות קינמטית מתוארת לעתים קרובות כצמיגות סיבולט, המתבטאת כ- Saybolt Universal Seconds (SUS) או Saybolt Seconds Universal (SSU). צמיגות Saybolt, הנקראת גם צמיגות SSU, נמדדת בעזרת צמיג Saybolt, המחמם את הנוזל לטמפרטורה רצויה ויוצק אותו דרך פתח מכויל.

טמפרטורות בדיקה סטנדרטיות הן 77, 100, 122 ו -210 מעלות פרנהייט (25.0, 37.8, 50.0 ו 98.9 מעלות צלזיוס). הזמן בשניות של 60 מ"ל של הנוזל לזרום דרך הפתח הוא ה- SSU.

במסמך ASTM D2161-19 הגדירה האגודה האמריקאית לבדיקה וחומרים כיצד להמיר בין צמיגות קינמטית. υ ב centistokes ו SSU t בשניות. השיטה נגזרת באופן אמפירי, וכתוצאה מכך היא מורכבת במקצת. בצורה פשוטה, המרת SSU ל- cSt משתמשת במשוואות הבאות לטווחים שונים של צמיגות SSU:

υ = 0.226_t_ - 195 /t (32 < t < 100)

υ = 0.220_t_ - 135 /t (t> 100)

המרת צמיגות קינמטית ל- SSU מחייבת את הקשר ההפוך, אותו ניתן להשיג באמצעות הפתרון למשוואה הריבועית:

t = [-b + SQRT (ב² - 4ac)] / [2a]

איפה: b = -υ ב- centistokes (cSt)

a = 0.226 ו- c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0.220 ו- c = -135 (20.63> υ > 52)

אם הצמיגות הקינמטית υ = 30 צנטיסטוק:

1. קבע את המונחים a, b ו- c: a = 0.226, b = -30 ו- c = -195.
2. חשב ב² = 900.00.
3. חשב 4ac = 4 × 0.226 × -195 = -176.28.
4. חשב 2a = 2 × 0.226 = 0.452.
5. חשב SQRT (ב² -4ac) = √1076.28 = 32.81.
6. חשב צמיגות SSU t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138.9 שניות.