Как перевести сантистоксы в SSU

Вязкость - это мера сопротивления жидкости потоку, обусловленная внутренним сопротивлением движению. Жидкость с низкой вязкостью, например вода, течет легче, чем жидкость с высокой вязкостью, например мед. Как правило, вязкость жидкости уменьшается с повышением температуры. Мед, например, очень вязкий в холодном состоянии и будет сочиться из банки, если вы попытаетесь его налить. Тем не менее, нагрейте мед, и его будет легко налить.

Если вы представите слои жидких листов бумаги, сложенные в пачку, сила на единицу площади, приложенная по длине каждого листа (назовите это Икс-направление), перемещать один слой за другим - это напряжение сдвига (F/А). Изменение скорости жидкости с расстоянием, перпендикулярным приложенной силе (назовем это у-направление) - градиент скорости (Δ_v_ / Δ_y_) или скорость сдвига.

Динамическая вязкость, также известен как абсолютная вязкость или просто вязкость (или же η), представляет собой отношение напряжения сдвига к скорости сдвига и имеет единицы в системе СИ - паскаль-секунды (Па-с):

η = (F/А) / (Δ_v_ / Δ_y_)

В терминах CGS вязкость выражается в единицах пуаз (P), где 1 г-см^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Па-с. Однако баланс неудобно велик для большинства жидкостей, поэтому чаще используется сантипуаз (сП).

Динамическая вязкость часто измеряется ротационным вискозиметром, в котором используется вращающийся зонд, погруженный в образец жидкости. В зависимости от характера испытания зонд может иметь форму цилиндра, сферы, диска или другой формы. Вязкость определяется силой, необходимой для вращения зонда с выбранной скоростью. Поскольку вязкость зависит от температуры, любое содержательное описание вязкости должно также включать температуру.

А Ньютоновская жидкость, как и вода, имеет постоянную вязкость, несмотря на напряжение сдвига. Неньютоновские жидкости имеют вязкость, которая зависит от величины напряжения сдвига.

Краска, кетчуп и майонез - это неньютоновские жидкости, которые разжижаются от напряжения, что означает, что их вязкость уменьшается при перемешивании. Напротив, смесь кукурузного крахмала и воды, которую иногда называют Oobleck и используется для некоторых рецептов слаймов, демонстрирует сгущение стресса - вы можете медленно протолкнуть руку в оболочку, но при быстром ударе она становится жесткой.

В отличие от динамической вязкости, кинематическая вязкость измеряет сопротивление потоку только под действием силы тяжести и в основном используется для ньютоновских жидкостей. Кинематическая вязкость υ это отношение динамической вязкости η и массовая плотность ρ жидкости:

υ = η/ρ

Кинематическая вязкость выражена в единицах CGS в см.²/ с, называется топки (St), названный в честь ирландского математика сэра Джорджа Габриэля Стоукса, который много работал в области механики жидкостей. Из-за диапазона значений для большинства жидкостей кинематическую вязкость удобнее выражать в сантистоксах (сСт), где 1 сСт = 0,01 ст.

В Соединенных Штатах кинематическая вязкость часто описывается как вязкость по Сейболту, выражаемая как универсальные секунды Сейболта (SUS) или универсальные секунды Сейболта (SSU). Вязкость по Сейболту, также называемая вязкостью SSU, измеряется вискозиметром Сейболта, который нагревает жидкость до желаемой температуры и выливает ее через калиброванное отверстие.

Стандартные температуры испытаний составляют 77, 100, 122 и 210 градусов по Фаренгейту (25,0, 37,8, 50,0 и 98,9 градусов по Цельсию). Время в секундах, за которое 60 мл жидкости протекает через отверстие, - это SSU.

В своем документе ASTM D2161-19 Американское общество испытаний и материалов определило, как преобразовывать кинематическую вязкость υ в сантистоксах и СБУ т в секундах. Метод получен эмпирическим путем и, следовательно, довольно сложен. В упрощенной форме для преобразования SSU в сСт используются следующие уравнения для различных диапазонов вязкости SSU:

υ = 0,226_т_ - 195 /т (32 < т < 100)

υ = 0,220_т_ - 135 /т (т> 100)

Для преобразования кинематической вязкости в SSU требуется обратная зависимость, которую можно получить, используя решение квадратного уравнения:

т = [-b + КОРЕНЬ (b² - 4ac)] / [2a]

Где: b = -υ в сантистоксах (сСт)

а = 0,226 и с = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

а = 0,220 и с = -135 (20,63> υ > 52)

Если кинематическая вязкость υ = 30 сантистоксов:

1. Определите члены a, b и c: a = 0,226, b = -30 и c = -195.
2. Рассчитать b² = 900.00.
3. Вычислите 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Вычислите 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Вычислить SQRT (b² -4ac) = √1076,28 = 32,81.
6. Рассчитайте вязкость SSU t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138,9 секунды.