Viskositet är en viktig parameter i vätskedynamik - så viktigt att forskare som arbetar inom fältet definierar två olika slag, var och en med sina egna enheter. En vanlig enhet för mätning av dynamisk viskositet är poisen (P), som är lika med 1 gram per cent-sekund. En motsvarande enhet för kinematisk viskositet är stoke (St), vilket motsvarar 1 centimeter2 per sekund. Båda enheterna är stora och av praktiska skäl är det vanligare att använda centipoise (cP) och centistoke (cSt), som är lika med en hundradel av motsvarande hela enhet. Ett enkelt sätt att omvandla från kinematisk till dynamisk viskositet är att multiplicera värdet i centistoke med vätskans specifika vikt för att få motsvarande värde i centipoise.
Två typer av viskositet
Definitionen av dynamisk - eller absolut - viskositet är den tangentiella kraften per ytenhet som krävs för att flytta en ett horisontellt plan för en vätska i förhållande till ett annat plan med en enhetshastighet samtidigt som ett enhetsavstånd bibehålls flygplanen. Med andra ord är det ett mått på vätskans inre motstånd mot flöde. Den som har försökt flytta en kniv genom melass vet att den har en högre dynamisk viskositet än vatten.
Kinematisk viskositet definieras som förhållandet mellan dynamisk viskositet och densitet. Två vätskor med samma dynamiska viskositet kan ha mycket olika värden för kinematisk viskositet, beroende på deras densiteter.
Mätning av viskositet
För att mäta dynamisk viskositet måste någon typ av känd extern kraft appliceras. Ett vanligt sätt att mäta denna mängd är att rotera en sond i vätskan och mäta mängden vridmoment eller rotationskraft som behövs för att flytta sonden med en viss hastighet. Eftersom kinematisk viskositet inte beror på rörelse eller annan yttre kraft än tyngdkraften, är ett vanligt sätt att mäta det att låta vätskan flöda genom ett kalibrerat kapillärrör.
När du mäter dynamisk och kinematisk viskositet är det viktigt att ta hänsyn till temperaturen, eftersom viskositeten varierar med temperaturen.
Specifik tyngdkraft gör det lättare att konvertera
Den specifika vikten för en vätska, gas eller fast substans är densiteten dividerad med densiteten av vatten. Eftersom vatten har en densitet på 1 g / cm3 (1 g / ml) är den specifika tyngdkraften ett dimensionslöst värde som är väsentligen lika med densiteten. Denna genväg gör det lättare att hålla reda på enheter vid konvertering från dynamisk till kinematisk viskositet och vice versa. För alla vätskor är den kinematiska viskositeten i centistokes X specifik vikt = den dynamiska viskositeten i centipoise. Om du gör samma beräkning med densitet istället för specifik vikt, måste du konvertera viskositeten in centistokes till stokes, multiplicera med vätskans densitet ig / ml, och konvertera resultatet i balans igen till centipoise.
Några exempel
När det gäller vatten är det enkelt att konvertera mellan centistoke och centipoise eftersom vatten har en specifik vikt på 1. Den kinematiska viskositeten för vatten vid 70 grader Fahrenheit (21 grader Celsius) är 1 centistoke och den dynamiska viskositeten är 1 centipoise.
Vid 68 grader Fahrenheit (20 grader Celsius) har honung en densitet på 1,42 g / ml (specifik vikt 1,42). Dess dynamiska viskositet är 10 000 cP, så dess kinematiska viskositet är 10 000 cp /1,42 = 7,042 cSt.