Stokes i równowaga to obie jednostki miary odnoszące się do lepkości płynu. Lepkość to zdolność płynu (cieczy lub gazu) do przeciwstawiania się przepływowi pod przyłożonym naprężeniem ścinającym. Powietrze i woda mają niską lepkość i łatwo przepływają, podczas gdy miód i olej są bardziej lepkie i mają większy opór przepływu. Lepkość jest zwykle definiowana w dwóch postaciach: lepkość dynamiczna, zwykle mierzona w puzach; oraz lepkość kinematyczną, zwykle mierzoną w stokesach. Przeliczenie z lepkości dynamicznej (puaz) na lepkość kinematyczną (stokesa) jest proste pod warunkiem uwzględnienia gęstości płynu i odbywa się to przy użyciu odpowiednich jednostek.
Określ gęstość płynu, korzystając ze standardowej tabeli referencyjnej lub podręcznika. Gęstość jest miarą masy płynu na jednostkę objętości i może zmieniać się w zależności od temperatury i ciśnienia. Na przykład przy standardowym ciśnieniu i temperaturze otoczenia gęstość powietrza wynosi około 1,229 kg na metr sześcienny. Gęstość wody w standardowych warunkach wynosi około 1000 kg na metr sześcienny.
Użyj odpowiednich jednostek. Stokes i równowaga są oparte na metrycznych jednostkach miary przy użyciu systemu CGS (centymetr, gram, sekunda). Upewnij się, że wartość używana do określenia gęstości płynu jest również w jednostkach metrycznych, najczęściej w kg na metr sześcienny.
Oblicz lepkość w następujący sposób. Lepkość kinematyczna (jak w Stokesie) jest równa lepkości dynamicznej (puaz) podzielonej przez płyn gęstość, a następnie pomnożona przez współczynnik liczbowy A, który jest używany do uwzględnienia różnic w jednostki miary:
Stokes = A x puaz / (gęstość płynu), gdzie A = 1000, jeśli gęstość płynu jest mierzona w kg na metr sześcienny.
Na przykład przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze 15 C lepkość dynamiczna powietrza wynosi w przybliżeniu 0,000173 puazów. Gęstość powietrza w tych warunkach wynosi około 1,229 kg na metr sześcienny. Według wzoru podanego powyżej lepkość kinematyczna powietrza wynosi
Lepkość kinematyczna = 1000 x (0,000173 puaz) / (1,229 kg na metr sześcienny) = 0,141 stokesa
Oznacza to, że przy standardowym ciśnieniu i temperaturze 15 C lepkość dynamiczna powietrza wynosi około 0,000173 puazów, a lepkość kinematyczna powietrza wynosi około 0,141 skoków.
Ostrzeżenia
-
Współczynnik A pokazany w powyższym wzorze jest poprawką stosowaną do uwzględnienia różnicy w jednostkach. Podana powyżej wartość 1000 obowiązuje tylko w przypadkach, w których gęstość płynu jest mierzona w kg na metr sześcienny. Jeśli używane są inne jednostki gęstości (takie jak funty na cal sześcienny), przedstawiony wzór będzie nieważny.
Łatwo pomylić lepkość kinematyczną i dynamiczną. Korzystając z tabel lub książki referencyjnej, aby znaleźć wartości lepkości, należy zwrócić uwagę, czy podane wartości dotyczą lepkości kinematycznej czy dynamicznej.
Lepkość i gęstość gazów, takich jak powietrze, są silnie zależne od temperatury. Upewnij się, że skonsultujesz te wartości z renomowanym źródłem.