Ako previesť Centistokes na SSU

Viskozita je mierou odporu kvapaliny proti prúdeniu a je spôsobená vnútorným odporom voči pohybu. Kvapalina s nízkou viskozitou, ako je voda, tečie ľahko v porovnaní s kvapalinou s vysokou viskozitou, ako je med. Všeobecne viskozita kvapaliny klesá so zvyšovaním teploty. Napríklad med je veľmi viskózny, ak je studený a z banky by vytekal, keby ste ho skúsili nalievať. Med však zohrejte a je ľahké ho naliať.

Ak si predstavíte vrstvy papierov podobných tekutinám naskladaných v snope, sila na jednotku plochy pôsobiaca po dĺžke každého listu (nazývajte to X-direction), presunúť jednu vrstvu za druhú je šmykové napätie (F/A). Zmena rýchlosti kvapaliny so vzdialenosťou kolmou na použitú silu (hovorme tomu r-direction) je gradient rýchlosti (Δ_v_ / Δ_y_) alebo miera šmyku.

Dynamická viskozita, taktiež známy ako absolútna viskozita alebo jednoducho viskozita (alebo η), je pomer šmykového napätia k šmykovej rýchlosti a má jednotky v systéme SI pascal-sekúnd (Pa-s):

η = (F/A) / (Δ_v_ / Δ_y_)

Z hľadiska CGS má viskozita jednotky poise (P), kde 1 g-cm^-1-s^-1 = 1 P = 0,1 Pa-s. Správanie je pre väčšinu tekutín nepríjemne veľké, takže sa častejšie používa centipoise (cP).

Dynamická viskozita sa často meria pomocou rotačného viskozimetra, ktorý využíva zvlákňovaciu sondu ponorenú do vzorky kvapaliny. V závislosti od povahy skúšky môže byť sondou valec, guľa, disk alebo iný tvar. Viskozita je určená silou potrebnou na rotáciu sondy pri zvolenej rýchlosti. Pretože viskozita sa mení s teplotou, musí akýkoľvek zmysluplný popis viskozity obsahovať aj teplotu.

A Newtonovská tekutina, rovnako ako voda, má konštantnú viskozitu napriek množstvu šmykového napätia. Nenewtonovské kvapaliny majú viskozity, ktoré sa menia s veľkosťou šmykového napätia.

Farba, kečup a majonéza sú nenewtonovské tekutiny, ktoré podliehajú zriedeniu stresom, čo znamená, že ich viskozita klesá za stáleho miešania. Naproti tomu zmes kukuričného škrobu a vody, ktorá sa niekedy nazýva oobleck a používa sa na niektoré recepty na sliz, vykazuje zosilnenie stresu - ruku môžete pomaly zatlačiť do ooblecku, ale pri rýchlom údere sa stane tuhou.

Na rozdiel od dynamickej viskozity, Kinematická viskozita meria odpor tečenia iba pod vplyvom gravitácie a primárne sa používa pre newtonovské tekutiny. Kinematická viskozita υ je pomer dynamickej viskozity η a hmotnostná hustota ρ kvapaliny:

υ = η/ρ

Kinematická viskozita má jednotky CGS cm²/ s, tzv ťahy (St), pomenovaná podľa írskeho matematika Sira Georga Gabriela Stokesa, ktorý vykonal veľa práce v mechanike tekutín. Kvôli rozsahu hodnôt pre väčšinu tekutín je kinematická viskozita výhodnejšie vyjadrená v centistokoch (cSt), kde 1 cSt = 0,01 St.

V Spojených štátoch sa kinematická viskozita často označuje ako Sayboltova viskozita, vyjadrená ako Saybolt Universal Seconds (SUS) alebo Saybolt Seconds Universal (SSU). Viskozita Saybolt, tiež nazývaná SSU viskozita, sa meria pomocou Sayboltovho viskozimetra, ktorý ohrieva kvapalinu na požadovanú teplotu a nalieva ju cez kalibrovaný otvor.

Štandardné testovacie teploty sú 77, 100, 122 a 210 stupňov Fahrenheita (25,0, 37,8, 50,0 a 98,9 stupňov Celzia). Čas v sekundách, po ktorom 60 ml kvapaliny pretečie cez otvor, je SSU.

Americká spoločnosť pre skúšky a materiály vo svojom dokumente ASTM D2161-19 definovala, ako prevádzať medzi kinematickou viskozitou υ v centistokoch a SSU t za pár sekúnd. Metóda je odvodená empiricky, a preto je do istej miery zložitá. V zjednodušenej forme sa pri prevode SSU na cSt používajú nasledujúce rovnice pre rôzne rozsahy viskozity SSU:

υ = 0,226_t_ - 195 /t (32 < t < 100)

υ = 0,220_t_ - 135 /t (t> 100)

Prepočet kinematickej viskozity na SSU vyžaduje inverzný vzťah, ktorý sa dá získať použitím riešenia kvadratickej rovnice:

t = [-b + SQRT (nar² - 4ac)] / [2a]

Kde: b = -υ v centistokoch (cSt)

a = 0,226 a c = -195 (1 ≥ υ ≥ 20.63)

a = 0,220 a c = -135 (20,63> υ > 52)

Ak kinematická viskozita υ = 30 centistokov:

1. Určte pojmy a, bac: a = 0,226, b = -30 a c = -195.
2. Vypočítajte b² = 900.00.
3. Vypočítajte 4ac = 4 × 0,226 × -195 = -176,28.
4. Vypočítajte 2a = 2 × 0,226 = 0,452.
5. Vypočítajte SQRT (b² -4ac) = √1076,28 = 32,81.
6. Vypočítajte viskozitu SSU t = [-b + SQRT (b² -4ac)] / [2a] = 138,9 sekúnd.