Viscositeit is een belangrijke parameter in de vloeistofdynamica - zo belangrijk dat wetenschappers die in het veld werken twee verschillende soorten definiëren, elk met zijn eigen eenheden. Een gebruikelijke eenheid voor het meten van dynamische viscositeit is de poise (P), die gelijk is aan 1 gram per centimeter-seconde. Een overeenkomstige eenheid voor kinematische viscositeit is de stoke (St), wat overeenkomt met 1 centimeter2 per seconde. Beide eenheden zijn groot en voor praktische doeleinden is het gebruikelijker om de centipoise (cP) en centistoke (cSt) te gebruiken, die gelijk zijn aan een honderdste van de overeenkomstige hele eenheid. Een gemakkelijke manier om van kinematische naar dynamische viscositeit om te zetten, is door de waarde in centistokes te vermenigvuldigen met het soortelijk gewicht van de vloeistof om de overeenkomstige waarde in centipoise te krijgen.
Twee soorten viscositeit:
De definitie van dynamische - of absolute - viscositeit is de tangentiële kracht per oppervlakte-eenheid die nodig is om één te verplaatsen move horizontaal vlak van een vloeistof ten opzichte van een ander vlak met een eenheidssnelheid met behoud van een eenheidsafstand tussen de vliegtuigen. Met andere woorden, het is een maat voor de interne weerstand van de vloeistof tegen stroming. Iedereen die heeft geprobeerd een mes door melasse te bewegen, weet dat het een hogere dynamische viscositeit heeft dan water.
Kinematische viscositeit wordt gedefinieerd als de verhouding van dynamische viscositeit tot dichtheid. Twee vloeistoffen met dezelfde dynamische viscositeit kunnen zeer verschillende waarden voor kinematische viscositeit hebben, afhankelijk van hun dichtheden.
Viscositeit meten
Om dynamische viscositeit te meten, moet een soort bekende externe kracht worden toegepast. Een gebruikelijke manier om deze hoeveelheid te meten is door een sonde in de vloeistof te draaien en de hoeveelheid koppel of rotatiekracht te meten die nodig is om de sonde met een bepaalde snelheid te bewegen. Aangezien de kinematische viscositeit niet afhankelijk is van beweging of een andere externe kracht dan de zwaartekracht, is een gebruikelijke manier om deze te meten om de vloeistof door een gekalibreerde capillaire buis te laten stromen.
Bij het meten van dynamische en kinematische viscositeit is het belangrijk om rekening te houden met de temperatuur, omdat de viscositeit varieert met de temperatuur.
Specifieke zwaartekracht maakt converteren gemakkelijker
Het soortelijk gewicht van een vloeistof, gas of vaste stof is de dichtheid gedeeld door de dichtheid van water. Aangezien water een dichtheid heeft van 1 g/cm3 (1 g/ml), is het soortelijk gewicht een dimensieloze waarde die in wezen gelijk is aan de dichtheid. Deze snelkoppeling maakt het gemakkelijker om eenheden bij te houden bij het converteren van dynamische naar kinematische viscositeit en vice versa. Voor elke vloeistof is de kinematische viscositeit in centistokes X soortelijk gewicht = de dynamische viscositeit in centipoise. Als je dezelfde berekening doet met dichtheid in plaats van soortelijk gewicht, moet je de viscositeit omrekenen naar centistokes naar stokes, vermenigvuldig met de dichtheid van de vloeistof in g/ml, en zet het resultaat in evenwicht terug naar centipoise.
Een paar voorbeelden
In het geval van water is het omzetten tussen centistokes en centipoise eenvoudig omdat water een soortelijk gewicht van 1 heeft. De kinematische viscositeit van water bij 70 graden Fahrenheit (21 graden Celsius) is 1 centistoke en de dynamische viscositeit is 1 centipoise.
Bij 68 graden Fahrenheit (20 graden Celsius) heeft honing een dichtheid van 1,42 g/ml (soortelijk gewicht 1,42). De dynamische viscositeit is 10.000 cP, dus de kinematische viscositeit is 10.000 cp/1,42 = 7.042 cSt.