Hvordan konvertere Centistokes til SSU

Viskositet er et mål på væskens motstand mot strømning og er forårsaket av den indre motstanden mot bevegelse. En væske med lav viskositet, som vann, flyter lett sammenlignet med en med høy viskositet, som honning. Generelt avtar viskositeten for en væske når temperaturen øker. Honning, for eksempel, er veldig tyktflytende hvis den er kald og vil sive ut fra krukken hvis du prøvde å helle den. Varm opp honningen, men den blir lett å helle.

Hvis du forestiller deg lag med væskelignende papirark stablet i en skive, er kraften per arealenhet, påført langs hvert ark (kall dette x-retning), å flytte ett lag forbi et annet er skjærspenning (F/EN). Endring av væskehastighet med avstand vinkelrett på påført kraft (kall dette y-retning) er hastighetsgradienten (Δ_v_ / Δ_y_) eller skjærhastighet.

Dynamisk viskositet, også kjent som absolutt viskositet eller rett og slett viskositet (eller η), er forholdet mellom skjærspenning og skjærhastighet og har enheter i SI-systemet på pascal-sekunder (Pa-s):

η = (F/EN) / (Δ_v_ / Δ_y_)

I CGS-termer har viskositeten poisenheter (P), hvor 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. Poise er upraktisk stor for de fleste væsker, men så er centipoise (cP) oftere brukt.

Dynamisk viskositet måles ofte med et roterende viskosimeter, som bruker en roterende sonde nedsenket i en væskeprøve. Avhengig av testens art, kan sonden være en sylinder, en kule, en plate eller annen form. Viskositeten bestemmes av kraften som trengs for å rotere sonden med en valgt hastighet. Fordi viskositeten varierer med temperaturen, må enhver meningsfull beskrivelse av viskositeten også omfatte temperatur.

EN Newtonsk væske, som vann, har en konstant viskositet til tross for mengden skjærspenning. Ikke-newtonske væsker har viskositeter som varierer med størrelsen på skjærspenning.

Maling, ketchup og majones er ikke-newtonske væsker som gjennomgår tynning, noe som betyr at viskositeten deres reduseres under omrøring. Derimot en blanding av maisstivelse og vann, noen ganger kalt oobleck og brukes til noen slimoppskrifter, utviser stressfortykning - du kan sakte skyve hånden din inn i obleck, men den blir stiv hvis den treffes raskt.

I motsetning til dynamisk viskositet, KINEMATISK viskositet måler strømningsmotstanden bare under påvirkning av tyngdekraften og brukes primært til newtonske væsker. KINEMATISK viskositet υ er forholdet mellom dynamisk viskositet η og massetettheten ρ av væsken:

υ = η/ρ

Kinematisk viskositet har CGS-enheter på cm²/ s, kalt stokes (St), oppkalt etter irsk matematiker Sir George Gabriel Stokes, som gjorde mye arbeid innen væskemekanikk. På grunn av verdiområdet for de fleste væsker, uttrykkes kinematisk viskositet lettere i centistoke (cSt), hvor 1 cSt = 0,01 St.

I USA blir kinematisk viskositet ofte beskrevet som Saybolt viskositet, uttrykt som Saybolt Universal Seconds (SUS) eller Saybolt Seconds Universal (SSU). Saybolt viskositet, også kalt SSU viskositet, måles med et Saybolt viskosimeter, som varmer opp væsken til ønsket temperatur og heller den gjennom en kalibrert åpning.

Standard testtemperaturer er 77, 100, 122 og 210 grader Fahrenheit (25,0, 37,8, 50,0 og 98,9 grader Celsius). Tiden i sekunder for 60 ml væske å strømme gjennom åpningen er SSU.

I sitt dokument ASTM D2161-19 har American Society for Testing and Materials definert hvordan man konverterer mellom kinematisk viskositet υ i centistokes og SSU t på sekunder. Metoden er avledet empirisk, og følgelig er den noe kompleks. I forenklet form bruker konvertering av SSU til cSt følgende ligninger for forskjellige områder av SSU-viskositet:

υ = 0.226_t_ - 195 /t (32 < t < 100)

υ = 0.220_t_ - 135 /t (t> 100)

Konvertering av kinematisk viskositet til SSU krever det omvendte forholdet, som kan oppnås ved å bruke løsningen til den kvadratiske ligningen:

t = [-b + SQRT (b² - 4ac)] / [2a]

Hvor: b = -υ i centistokes (cSt)

a = 0,226 og c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0,220 og c = -135 (20,63> υ > 52)

Hvis kinematisk viskositet υ = 30 centistoke:

1. Bestem termer a, b og c: a = 0,226, b = -30 og c = -195.
2. Beregn b² = 900.00.
3. Beregn 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Beregn 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Beregn SQRT (b² -4ac) = √1076,28 = 32,81.
6. Beregn SSU-viskositet t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138,9 sekunder.