점도는 유동에 대한 유체 저항의 척도이며 동작에 대한 내부 저항으로 인해 발생합니다. 물과 같이 점도가 낮은 액체는 꿀과 같이 점도가 높은 액체에 비해 쉽게 흐릅니다. 일반적으로 액체의 점도는 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 예를 들어 꿀은 차가울 경우 점성이 매우 높고 붓을 때 항아리에서 흘러 나옵니다. 하지만 꿀을 데우면 쉽게 부을 수 있습니다.
한 뭉치에 쌓여있는 유체와 같은 종이의 층을 상상한다면, 단위 면적당 힘은 각 시트의 길이를 따라 적용됩니다 (이것을 엑스-방향), 한 레이어를 다른 레이어로 이동하는 것은 전단 응력 (에프/ㅏ). 적용된 힘에 수직 인 거리에 따른 유체 속도의 변화 (이것을 와이-방향)은 속도 기울기 (Δ_v_ / Δ_y_) 또는 전단 율.
동적 점도
동적 점도, 또한 ~으로 알려진 절대 점도 또는 간단히 점도 (또는 η)는 전단 응력 대 전단 속도의 비율이며 파스칼-초 (Pa-s)의 SI 시스템 단위를가집니다.
η = (에프/ㅏ) / (Δ_v_ / Δ_y_)
CGS 용어로 점도는 poise (P) 단위를 가지며, 여기서 1g-cm-1-에스-1 = 1P = 0.1Pa-s. 그러나 대부분의 유체에서는 포이즈가 불편할 정도로 크므로 센티 포이즈 (cP)가 더 일반적으로 사용됩니다.
동적 점도는 종종 액체 샘플에 담긴 회전 프로브를 사용하는 회전 점도계로 측정됩니다. 테스트의 특성에 따라 프로브는 실린더, 구, 디스크 또는 기타 모양이 될 수 있습니다. 점도는 선택한 속도로 프로브를 회전하는 데 필요한 힘에 의해 결정됩니다. 점도는 온도에 따라 다르기 때문에 점도에 대한 의미있는 설명에는 온도도 포함되어야합니다.
뉴턴 유체와 비 뉴턴 유체
ㅏ 뉴턴 유체는 물과 마찬가지로 전단 응력의 양에도 불구하고 일정한 점도를 갖습니다. 비 뉴턴 유체는 전단 응력의 크기에 따라 점도가 달라집니다.
페인트, 케첩 및 마요네즈는 응력이 얇아지는 비 뉴턴 유체로, 교반시 점도가 감소합니다. 대조적으로 옥수수 녹말과 물의 혼합물은 우 블렉 일부 슬라임 레시피에 사용되며 스트레스가 두꺼워지는 현상이 나타납니다. 손을 천천히 밀어 넣을 수 있지만 빠르게 치면 딱딱 해집니다.
운동 학적 점도
동적 점도와 달리 동점도 중력의 영향으로 만 흐름에 대한 저항을 측정하며 주로 뉴턴 유체에 사용됩니다. 동점도 υ 동적 점도의 비율 η 그리고 질량 밀도 ρ 액체의 :
υ = η/ρ
동점도의 CGS 단위는 cm입니다.2/ s, 호출 스톡스 (St), 유체 역학에서 많은 일을 한 아일랜드 수학자 George Gabriel Stokes 경의 이름을 따서 명명되었습니다. 대부분의 유체에 대한 값의 범위로 인해 동점도는 더 편리하게 센티 스토크 (cSt)로 표현됩니다. 여기서 1 cSt = 0.01 St.
Saybolt Seconds Universal (SSU) 측정
미국에서 동점도는 종종 Saybolt 점도로 설명되며 Saybolt Universal Seconds (SUS) 또는 Saybolt Seconds Universal (SSU)로 표시됩니다. SSU 점도라고도하는 Saybolt 점도는 액체를 원하는 온도로 가열하고 보정 된 오리피스를 통해 붓는 Saybolt 점도계로 측정됩니다.
표준 테스트 온도는 화씨 77, 100, 122 및 210도 (섭씨 25.0, 37.8, 50.0 및 98.9도)입니다. 60 mL의 액체가 오리피스를 통해 흐르는 시간 (초)이 SSU입니다.
Saybolt Universal Seconds를 Centistokes로 변환
ASTM D2161-19 문서에서 American Society for Testing and Materials는 동점도 간의 변환 방법을 정의했습니다. υ 센티 스토크 및 SSU 티 초. 이 방법은 경험적으로 파생되어 결과적으로 다소 복잡합니다. 단순화 된 형태로, SSU를 cSt로 변환하는 것은 다양한 범위의 SSU 점도에 대해 다음 방정식을 사용합니다.
υ = 0.226_t_ − 195 /티 (32 < 티 < 100)
υ = 0.220_t_ − 135 /티 (t> 100)
동점도를 SSU로 변환하려면 역 관계가 필요하며, 이는 2 차 방정식에 대한 솔루션을 사용하여 얻을 수 있습니다.
티 = [-b + SQRT (b2 -4ac)] / [2a]
여기서: b =-υ 센티 스토크 단위 (cSt)
a = 0.226 및 c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)
a = 0.220 및 c = -135 (20.63> υ > 52)
예: 센티 스토크를 SSU 점도로 변환
동점도 υ = 30 센티 스토크 :
- 항 a, b 및 c를 결정합니다: a = 0.226, b = -30 및 c = -195.
- b 계산2 = 900.00.
- 4ac = 4 × 0.226 × -195 = -176.28을 계산합니다.
- 2a = 2 × 0.226 = 0.452를 계산합니다.
- SQRT (b2 -4ac) = √1076.28 = 32.81.
- SSU 점도 계산 t = [-b + SQRT (b2 -4ac)] / [2a] = 138.9 초.