Kaip konvertuoti „Centistokes“ į SSU

Klampa yra skysčio atsparumo srautui matas ir jį lemia vidinis atsparumas judesiui. Skystis su mažu klampumu, kaip ir vanduo, teka lengvai, palyginti su didelio klampumo skysčiu, pavyzdžiui, medus. Paprastai skysčio klampa mažėja didėjant temperatūrai. Pavyzdžiui, medus yra labai klampus, jei šaltas, ir bandant jį pilti, jis ištekėtų iš indelio. Vis dėlto pašildykite medų ir jį lengva išpilti.

Jei įsivaizduojate į skystį panašių popieriaus lapų sluoksnius, sukrautus į pynę, jėga, tenkanti ploto vienetui, daroma išilgai kiekvieno lapo (vadinkite tai x-direction), perkelti vieną sluoksnį pro kitą yra kirpimo stresas (F/A). Skysčio greičio pokytis statmenai veikiamai jėgai atstumu (vadinkite tai y-direction) yra greičio gradientas (Δ_v_ / Δ_y_) arba kirpimo norma.

Dinaminis klampumas, taip pat žinomas kaip absoliutus klampumas arba paprasčiausiai klampumas (arba η) yra šlyties įtempio ir šlyties greičio santykis, kurio SI sistemos vienetai yra paskalinių sekundžių (Pa-s):

η = (F/A) / (Δ_v_ / Δ_y_)

Kalbant apie CGS, klampa turi balanso vienetus (P), kur 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. Daugumai skysčių balansas yra nepatogiai didelis, todėl dažniausiai naudojamas šimtakojis (cP).

Dinaminė klampa dažnai matuojama sukamuoju viskozometru, kuriame naudojamas skysčio mėginyje panardintas verpimo zondas. Priklausomai nuo bandymo pobūdžio, zondas gali būti cilindras, rutulys, diskas ar kita forma. Klampą lemia jėga, reikalinga zondui pasukti pasirinktu greičiu. Kadangi klampa skiriasi priklausomai nuo temperatūros, bet koks prasmingas klampos apibūdinimas taip pat turi apimti temperatūrą.

A Niutono skystis, kaip ir vandens, klampumas yra pastovus, nepaisant šlyties įtempio. Ne Niutono skysčių klampos skiriasi nuo kirpimo įtempio dydžio.

Dažai, kečupas ir majonezas yra ne Niutono skysčiai, dėl kurių sumažėja stresas, o tai reiškia, kad maišant jų klampumas mažėja. Priešingai, kukurūzų krakmolo ir vandens mišinys, kartais vadinamas oobleck ir naudojamas kai kuriems gleivių receptams, padidina stresą - galite lėtai stumti ranką į akmenį, bet jis greitai tampa stiprus.

Skirtingai nuo dinaminės klampos, kinematinis klampumas matuoja atsparumą srautui tik veikiant gravitacijai ir pirmiausia naudojamas Niutono skysčiams. Kinematinis klampumas υ yra dinaminės klampos santykis η ir masės tankis ρ skysčio:

υ = η/ρ

Kinematinės klampos CGS yra cm vienetai²/ s, paskambino stokai (St), pavadintas airių matematiko sero George'o Gabrielio Stokeso vardu, kuris daug dirbo skysčių mechanikoje. Dėl daugumos skysčių verčių diapazono kinematinė klampa patogiau išreikšta centistokais (cSt), kur 1 cSt = 0,01 St.

JAV kinematinė klampa dažnai apibūdinama kaip „Saybolt“ klampa, išreikšta „Saybolt Universal Seconds“ (SUS) arba „Saybolt Seconds Universal“ (SSU). „Saybolt“ klampumas, dar vadinamas SSU klampumu, matuojamas „Saybolt“ klampumo matuokliu, kuris sušildo skystį iki norimos temperatūros ir išpila per kalibruotą angą.

Standartinė bandymo temperatūra yra 77, 100, 122 ir 210 laipsnių pagal Celsijų (25,0, 37,8, 50,0 ir 98,9 laipsnio Celsijaus). SSU yra laikas, per kurį 60 ml skysčio teka per angą.

Amerikos bandymų ir medžiagų draugija savo dokumente ASTM D2161-19 apibrėžė, kaip konvertuoti kinematinę klampą υ centistoke ir SSU t per kelias sekundes. Metodas gautas empiriškai, todėl jis yra šiek tiek sudėtingas. Supaprastintoje formoje, konvertuojant SSU į cSt, skirtingos SSU klampos diapazonai naudoja šias lygtis:

υ = 0,226_t_ - 195 /t (32 < t < 100)

υ = 0,220_t_ - 135 /t (t> 100)

Konvertuojant kinematinę klampą į SSU reikalingas atvirkštinis ryšys, kurį galima gauti naudojant kvadratinės lygties sprendimą:

t = [-b + SQRT (b² - 4ac)] / [2a]

Kur: b = -υ centistoke (cSt)

a = 0,226 ir c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0,220 ir c = -135 (20,63> υ > 52)

Jei kinematinė klampa υ = 30 centistokų:

1. Nustatykite terminus a, b ir c: a = 0,226, b = -30 ir c = -195.
2. Apskaičiuokite b² = 900.00.
3. Apskaičiuokite 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Apskaičiuokite 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Apskaičiuokite SQRT (b² -4ac) = √1076,28 = 32,81.
6. Apskaičiuokite SSU klampą t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138,9 sekundės.