Veden dynaamisen viskositeetin kerroin pa s. Öljyn kemia. Veden dynaaminen ja kinemaattinen viskositeetti eri lämpötiloissa

Nesteiden viskositeetti

Dynaaminen viskositeetti, tai dynaamisen viskositeetin kerroin ƞ (Newtonin), määritetään kaavalla:

η = r / (dv/dr),

missä r on viskoosi vastusvoima (pinta-alayksikköä kohti) kahden vierekkäisen nestekerroksen välillä, jotka on suunnattu niiden pintaa pitkin, ja dv/dr on niiden suhteellisen nopeuden gradientti otettuna kohtisuorassa liikesuuntaan nähden. Dynaamisen viskositeetin yksikkö on ML -1 T -1, sen yksikkö CGS-järjestelmässä on poise (pz) \u003d 1g / cm * s \u003d 1dyn * s / cm 2 \u003d 100 senttipoise (cps)

Kinemaattinen viskositeetti määräytyy dynaamisen viskositeetin ƞ suhteesta nesteen tiheyteen p. Kinemaattisen viskositeetin mitta on L 2 T -1, sen yksikkö CGS-järjestelmässä on stokes (st) \u003d 1 cm 2 / sek \u003d 100 sentistoke (cst).

Juoksevuus φ on dynaamisen viskositeetin käänteisluku. Jälkimmäinen nesteille laskee lämpötilan laskiessa suunnilleen lain φ \u003d A + B / T mukaan, missä A ja B ovat tunnusomaisia ​​vakioita ja T tarkoittaa absoluuttista lämpötilaa. A- ja B-arvot suuri numero nesteitä antoi Barrer.

Veden viskositeettitaulukko

Binghamin ja Jacksonin tiedot, sovitettu kansalliseen standardiin Yhdysvalloissa ja Isossa-Britanniassa 1.7.1953, ƞ 20 0 С=1,0019 senttipoisea.

Taulukko eri nesteiden viskositeetti Ƞ, cps

Joidenkin vesiliuosten suhteellinen viskositeetti (taulukko)

Liuoskonsentraation oletetaan olevan normaali, joka sisältää yhden gramman ekvivalenttia liukenevaa ainetta litrassa. Viskositeetti on annettu suhteessa veden viskositeettiin samassa lämpötilassa.

Taulukko glyseriinin vesiliuosten viskositeetti

Viskositeetti on tärkein fysikaalinen vakio, joka kuvaa kattila- ja dieselpolttoaineiden, öljyöljyjen ja useiden muiden öljytuotteiden käyttöominaisuuksia. Viskositeetin arvoa käytetään arvioimaan öljyn ja öljytuotteiden sumutuksen ja pumpattavuuden mahdollisuutta.

On olemassa dynaaminen, kinemaattinen, ehdollinen ja tehokas (rakenteellinen) viskositeetti.

Dynaaminen (absoluuttinen) viskositeetti [μ ], tai sisäinen kitka, on todellisten nesteiden ominaisuus vastustaa leikkausleikkausvoimia. Ilmeisesti tämä ominaisuus ilmenee nesteen liikkuessa. Dynaaminen viskositeetti SI-järjestelmässä mitataan [N·s/m 2 ]. Tämä on vastus, jonka neste kohdistaa kahden 1 m 2:n pinta-alaltaan 1 m 2:n etäisyydellä toisistaan ​​olevien kerrostensa suhteellisessa liikkeessä, jotka liikkuvat 1 N:n ulkoisen voiman vaikutuksesta nopeudella 1 m/s. Ottaen huomioon, että 1 N/m 2 = 1 Pa, dynaaminen viskositeetti ilmaistaan ​​usein [Pa s] tai [mPa s]. CGS-järjestelmässä (CGS) dynaamisen viskositeetin mitta on [dyn·s/m 2 ]. Tätä yksikköä kutsutaan poiseeksi (1 P = 0,1 Pa s).

Muunnostekijät dynaamisen [ μ ] viskositeetti.

Kinemaattinen viskositeetti [ν ] on arvo, joka on yhtä suuri kuin nesteen dynaamisen viskositeetin suhde [ μ ] sen tiheyteen [ ρ ] samassa lämpötilassa: ν = μ/ρ. Kinemaattisen viskositeetin yksikkö on [m 2 /s] - sellaisen nesteen kinemaattinen viskositeetti, jonka dynaaminen viskositeetti on 1 N s / m 2 ja tiheys 1 kg / m 3 (N \u003d kg m / s) 2). CGS-järjestelmässä kinemaattinen viskositeetti ilmaistaan ​​[cm 2 /s]. Tätä yksikköä kutsutaan stokeiksi (1 St = 10 -4 m 2 / s; 1 cSt = 1 mm 2 / s).

Muuntokertoimet kinemaattisen [ ν ] viskositeetti.

Öljyt ja öljytuotteet on usein karakterisoitu ehdollinen viskositeetti, joka otetaan 200 ml:n öljyn ulosvirtausajan suhteena standardin viskosimetrin kalibroidun reiän läpi tietyssä lämpötilassa [ t] 200 ml:n tislattua vettä 20°C:n lämpötilassa. Nimellisviskositeetti lämpötilassa [ t] on merkitty WU merkki, ja se ilmaistaan ​​mielivaltaisten asteiden lukumääränä.

Suhteellinen viskositeetti mitataan asteina VU (°VU) (jos testi suoritetaan standardin GOST 6258-85 mukaisella viskosimetrillä), Saybolt-sekunteina ja Redwood-sekunteina (jos testi suoritetaan Saybolt- ja Redwood-viskosimetrillä).

Voit siirtää viskositeetin järjestelmästä toiseen nomogrammin avulla.

Öljydispersiojärjestelmissä viskositeetti on tietyissä olosuhteissa, toisin kuin Newtonin nesteissä. muuttuja riippuen leikkausnopeusgradientista. Näissä tapauksissa öljyille ja öljytuotteille on ominaista tehokas tai rakenteellinen viskositeetti:

Hiilivetyjen viskositeetti riippuu merkittävästi niiden koosta kemiallinen koostumus: se kasvaa kasvaessa molekyylipaino ja kiehumispiste. Sivuhaarojen esiintyminen alkaanien ja nafteenien molekyyleissä ja syklien lukumäärän lisääntyminen lisää myös viskositeettia. varten erilaisia ​​ryhmiä hiilivetyjen viskositeetti kasvaa sarjassa alkaanit - areenit - syklaanit.

Viskositeetin määrittämiseksi käytetään erityisiä vakioinstrumentteja - viskosimetriä, jotka eroavat toimintaperiaatteesta.

Kinemaattinen viskositeetti määritetään suhteellisen alhaisen viskositeetin kevyille öljytuotteille ja öljyille kapillaariviskosimetreillä, joiden toiminta perustuu nesteen juoksevuuteen kapillaarin läpi GOST 33-2000 ja GOST 1929-87 (viskosimetrityyppi VPZh, Pinkevich) mukaisesti. , jne.).

Viskooseille öljytuotteille suhteellinen viskositeetti mitataan viskosimetrillä, kuten VU, Engler jne. Nesteen ulosvirtaus näissä viskosimetreissä tapahtuu kalibroidun reiän kautta standardin GOST 6258-85 mukaisesti.

Perinteisen °VU:n arvojen ja kinemaattisen viskositeetin välillä on empiirinen suhde:

Viskoosisimpien, strukturoituneiden öljytuotteiden viskositeetti määritetään rotaatioviskosimetrillä standardin GOST 1929-87 mukaisesti. Menetelmä perustuu voiman mittaamiseen, joka tarvitaan sisemmän sylinterin pyörittämiseen suhteessa ulompaan, kun niiden välinen tila täytetään testinesteellä lämpötilassa t.

Tavallisten viskositeetin määritysmenetelmien lisäksi joskus in tutkimustyö käytetään epästandardeja menetelmiä, jotka perustuvat viskositeetin mittaamiseen kalibrointipallon osuessa merkkien väliin tai testinesteen kiinteän kappaleen värähtelyjen vaimenemisaikaan (Geppler-, Gurvich-viskosimetrit jne.).

Kaikissa kuvatuissa standardimenetelmissä viskositeetti määritetään tiukasti vakiolämpötilassa, koska viskositeetti muuttuu merkittävästi sen muutoksen myötä.

Viskositeetti vs. lämpötila

Öljytuotteiden viskositeetin riippuvuus lämpötilasta on erittäin tärkeä ominaisuus sekä öljynjalostustekniikassa (pumppaus, lämmönvaihto, laskeutus jne.) että kaupallisten öljytuotteiden käytössä (tyhjennys, pumppaus, suodatus, hankauspintojen voitelu). , jne.).

Kun lämpötila laskee, niiden viskositeetti kasvaa. Kuvassa on eri voiteluöljyjen viskositeetti-lämpötilakäyrät.

Kaikille öljynäytteille yhteistä on lämpötila-alueiden läsnäolo, joissa viskositeetti nousee jyrkästi.

On olemassa monia erilaisia ​​kaavoja viskositeetin laskemiseksi lämpötilan funktiona, mutta yleisimmin käytetty on empiirinen Walterin kaava:

Ottamalla tämän lausekkeen logaritmi kahdesti, saamme:

Tämän yhtälön mukaan E. G. Semenido laati nomogrammin abskissa-akselille, jonka käytön helpottamiseksi lämpötila on piirretty ja viskositeetti on piirretty ordinaatta-akselille.

Nomogrammin avulla voit selvittää öljytuotteen viskositeetin missä tahansa lämpötilassa, jos sen viskositeetti kahdessa muussa lämpötilassa tiedetään. Tässä tapauksessa tunnettujen viskositeettien arvot yhdistetään suoralla viivalla ja jatkuu, kunnes se leikkaa lämpötilaviivan. Leikkauspiste sen kanssa vastaa haluttua viskositeettia. Nomogrammi soveltuu kaikentyyppisten nestemäisten öljytuotteiden viskositeetin määrittämiseen.

Öljyvoiteluöljyille on käytön aikana erittäin tärkeää, että viskositeetti on mahdollisimman vähän riippuvainen lämpötilasta, sillä näin varmistetaan öljyn hyvät voiteluominaisuudet laajalla lämpötila-alueella, eli Walterin kaavan mukaisesti tämä tarkoittaa, että voiteluöljyille, mitä pienempi kerroin B, sitä korkeampi öljyn laatu. Tätä öljyjen ominaisuutta kutsutaan viskositeetti-indeksi, joka on öljyn kemiallisen koostumuksen funktio. Eri hiilivetyjen viskositeetti vaihtelee lämpötilan mukaan eri tavoin. Jyrkin riippuvuus (suuri arvo B) aromaattisille hiilivedyille ja pienin alkaaneille. Nafteeniset hiilivedyt ovat tässä suhteessa lähellä alkaaneita.

Viskositeettiindeksin (VI) määrittämiseen on useita menetelmiä.

Venäjällä VI määritetään kahdella kinemaattisen viskositeetin arvolla 50 ja 100 °C:ssa (tai 40 ja 100 °C:ssa - valtion standardikomitean erityistaulukon mukaan).

Öljyjä sertifioitaessa IV lasketaan standardin GOST 25371-97 mukaan, joka mahdollistaa tämän arvon määrittämisen viskositeetilla 40 ja 100 °C:ssa. Tämän menetelmän mukaan GOST:n mukaan (öljyille, joiden VI on alle 100), viskositeettiindeksi määritetään kaavalla:

Kaikille öljyille, joissa on v 100 ν, v 1 Ja v 3) määritetään GOST 25371-97 -taulukon mukaisesti v 40 Ja v 100 tämä öljy. Jos öljy on viskoosimpaa ( v 100> 70 mm 2 /s), silloin kaavaan sisältyvät suuret määritetään standardissa annetuilla erityisillä kaavoilla.

Viskositeettiindeksin määrittäminen nomogrammeista on paljon helpompaa.

Vielä kätevämmän nomogrammin viskositeettiindeksin löytämiseksi kehitti G. V. Vinogradov. VI:n määritelmä rajoittuu tunnettujen viskositeettiarvojen yhdistämiseen kahdessa lämpötilassa suorilla viivoilla. Näiden viivojen leikkauspiste vastaa haluttua viskositeettiindeksiä.

Viskositeettiindeksi on yleisesti hyväksytty arvo, joka sisältyy öljystandardeihin kaikissa maailman maissa. Viskositeettiindeksin haittana on, että se luonnehtii öljyn käyttäytymistä vain lämpötila-alueella 37,8 - 98,8 °C.

Monet tutkijat ovat havainneet, että voiteluöljyjen tiheys ja viskositeetti heijastavat jossain määrin niiden hiilivetykoostumusta. Ehdotettiin vastaavaa indikaattoria, joka yhdistää öljyjen tiheyden ja viskositeetin ja jota kutsutaan viskositeetti-massavakioksi (VMC). Viskositeetti-massavakio voidaan laskea Yu. A. Pinkevichin kaavalla:

VMK-öljyn kemiallisesta koostumuksesta riippuen se voi olla 0,75 - 0,90, ja mitä korkeampi VMK-öljy, sitä pienempi sen viskositeettiindeksi.

Alueella matalat lämpötilat voiteluöljyt saavat rakenteen, jolle on ominaista myötöraja, plastisuus, tiksotropia tai viskositeettipoikkeama, joka on ominaista hajautetuille järjestelmille. Tällaisten öljyjen viskositeetin määritystulokset riippuvat niiden alustavasta mekaanisesta sekoituksesta sekä virtausnopeudesta tai molemmista tekijöistä samanaikaisesti. Strukturoidut öljyt, kuten muutkin strukturoidut öljyjärjestelmät, eivät noudata Newtonin nestevirtauslakia, jonka mukaan viskositeetin muutoksen tulisi riippua vain lämpötilasta.

Rikkoutumattoman rakenteen omaavalla öljyllä on huomattavasti korkeampi viskositeetti kuin tuhoutumisen jälkeen. Jos tällaisen öljyn viskositeettia alennetaan tuhoamalla rakenne, niin rauhallisessa tilassa tämä rakenne palautuu ja viskositeetti palautuu alkuperäiseen arvoonsa. Järjestelmän kykyä palauttaa rakenne spontaanisti kutsutaan nimellä tiksotropia. Virtausnopeuden, tarkemmin sanoen nopeusgradientin (käyrän osa 1) kasvaessa rakenne tuhoutuu, ja siksi aineen viskositeetti laskee ja saavuttaa tietyn minimin. Tämä vähimmäisviskositeetti pysyy samalla tasolla myös nopeusgradientin myöhemmissä lisäyksissä (kohta 2), kunnes ilmaantuu pyörteinen virtaus, jonka jälkeen viskositeetti taas kasvaa (kohta 3).

Viskositeetti vs. paine

Nesteiden viskositeetti, mukaan lukien öljytuotteet, riippuu ulkoisesta paineesta. Öljyjen viskositeetin muutos paineen kasvaessa on suuri käytännön arvoa, koska joissakin kitkayksiköissä voi esiintyä korkeita paineita.

Joidenkin öljyjen viskositeetin riippuvuutta paineesta havainnollistavat käyrät, öljyjen viskositeetin kasvaessa paineen muuttuessa paraabelia pitkin. Paineen alla R se voidaan ilmaista kaavalla:

Maaöljyissä parafiinisten hiilivetyjen viskositeetti muuttuu vähiten paineen noustessa ja hieman nafteenisemmiksi ja aromaattisemmiksi. Korkeaviskositeettisten öljytuotteiden viskositeetti kasvaa paineen noustessa enemmän kuin matalaviskositeettisten öljytuotteiden viskositeetti. Mitä korkeampi lämpötila, sitä vähemmän viskositeetti muuttuu paineen noustessa.

Suuruusluokkaa 500 - 1000 MPa olevalla paineella öljyjen viskositeetti kasvaa niin paljon, että ne menettävät nestemäiset ominaisuutensa ja muuttuvat muovimassaksi.

Öljytuotteiden viskositeetin määrittämiseksi korkeassa paineessa D.E. Mapston ehdotti kaavaa:

Tämän yhtälön perusteella D.E. Mapston kehitti nomogrammin, jonka avulla tunnetut suureet mm. ν 0 Ja R, on yhdistetty suoralla viivalla ja lukema saadaan kolmannella asteikolla.

Seosten viskositeetti

Öljyjä sekoitettaessa on usein tarpeen määrittää seosten viskositeetti. Kuten kokeet ovat osoittaneet, ominaisuuksien additiivisuus ilmenee vain kahden komponentin seoksissa, joiden viskositeetti on hyvin samanlainen. Sekoitettujen öljytuotteiden viskositeettien suurella erolla viskositeetti on yleensä pienempi kuin sekoitussäännön mukaan laskettu. Suunnilleen öljyseoksen viskositeetti voidaan laskea, jos korvaamme komponenttien viskositeetit niiden vastavuoroisilla - liikkuvuus (fluiditeetti) ψ cm:

Seosten viskositeetin määrittämiseen voidaan käyttää myös erilaisia ​​nomogrammeja. ASTM-nomogrammi ja Molin-Gurvich-viskosigrammi ovat löytäneet suurimman sovelluksen. ASTM-nomogrammi perustuu Waltherin kaavaan. Molin-Gurevichin nomogrammi on koottu öljyjen A ja B seoksen kokeellisesti löydettyjen viskositeettien perusteella, joista A:n viskositeetti on °VU 20 = 1,5 ja B:n viskositeetti on °VU 20 = 60. Molemmat öljyt sekoitettiin joukkoon erilaisia ​​suhteita 0 - 100 % (tilavuus), ja seosten viskositeetti asetettiin kokeellisesti. Nomogrammi näyttää viskositeetin arvot yksiköissä. yksiköitä ja mm 2 / s.

Kaasujen ja öljyhöyryjen viskositeetti

Hiilivetykaasujen ja öljyhöyryjen viskositeetti on muiden lakien alainen kuin nesteiden. Lämpötilan noustessa kaasujen viskositeetti kasvaa. Tämä malli kuvataan tyydyttävästi Sutherlandin kaavalla:

MÄÄRITELMÄ

Viskositeetti kutsutaan yhdeksi siirtoilmiön tyypeistä. Se liittyy nestemäisten aineiden (kaasujen ja nesteiden) ominaisuuteen vastustaa yhden kerroksen liikettä suhteessa toiseen. Tämä ilmiö johtuu aineen muodostavien hiukkasten liikkeestä.

Määritä dynaaminen viskositeetti ja kinematiikka.

Tarkastellaan viskositeetin kaasun liikettä tasaisten yhdensuuntaisten kerrosten liikkeeksi. Oletetaan, että aineen nopeuden muutos tapahtuu X-akselin suunnassa, joka on kohtisuorassa kaasun nopeuden suuntaan (kuva 1).

Y-akselin suunnassa liikkeen nopeus on kaikissa pisteissä sama. Nopeus on siis funktio . Tässä tapauksessa kaasukerrosten välisen kitkavoiman (F) moduuli, joka vaikuttaa kaksi vierekkäistä kerrosta erottavan pinnan pinta-alayksikköä kohti, kuvataan yhtälöllä:

missä on nopeusgradientti () pitkin X-akselia X-akseli on kohtisuorassa ainekerrosten liikesuuntaan nähden (kuva 1).

Määritelmä

Yhtälöön (1) sisältyvää kerrointa () kutsutaan dynaamiseksi viskositeettikertoimeksi (sisäinen kitkakerroin). Se riippuu kaasun (nesteen) ominaisuuksista. on numeerisesti yhtä suuri kuin liikkeen määrä, joka siirretään aikayksikköä kohti yksikköpinta-alan alustan nopeusgradientilla yhtä kuin yksi, tasoon nähden kohtisuorassa suunnassa. Tai numeerisesti yhtä suuri kuin voima, joka vaikuttaa pinta-alayksikköön, jonka nopeusgradientti on yhtä suuri.

Sisäinen kitka on syy siihen, miksi tarvitaan paine-ero, jotta kaasu (neste) virtaa putken läpi. Tässä tapauksessa mitä suurempi aineen viskositeetti on, sitä suurempi on paine-eron oltava tietyn virtausnopeuden aikaansaamiseksi.

Kinemaattisen viskositeetin kerroin on yleensä merkitty. Se on yhtä suuri kuin:

missä on kaasun (nesteen) tiheys.

Kaasun sisäkitkakerroin

Kaasujen kineettisen teorian mukaisesti viskositeettikerroin voidaan laskea kaavalla:

missä on kaasumolekyylien keskimääräinen lämpöliikkeen nopeus, keskipituus molekyylin vapaa polku. Lauseke (3) osoittaa, että alhaisessa paineessa (harvinainen kaasu) viskositeetti on melkein riippumaton paineesta, koska Mutta tällainen johtopäätös on voimassa, kunnes molekyylin vapaan reitin suhde suonen lineaarisiin mittoihin tulee suunnilleen yhtä suureksi kuin yksi. Lämpötilan noustessa kaasujen viskositeetti yleensä kasvaa, koska

Nesteiden viskositeettikerroin

Olettaen, että viskositeettikerroin määräytyy ainemolekyylien vuorovaikutusvoimien avulla, jotka riippuvat niiden keskimääräisestä etäisyydestä, viskositeettikerroin määritetään Bachinskyn kokeellisella kaavalla:

missä on nesteen moolitilavuus, A ja B ovat vakioita.

Nesteiden viskositeetti laskee lämpötilan noustessa ja kasvaa paineen noustessa.

Poiseuillen kaava

Viskositeettikerroin sisältyy kaavaan, joka määrittää suhteen putkiosan läpi aikayksikköä kohti virtaavan kaasun tilavuuden (V) ja tähän tarvittavan paine-eron välillä ():

missä on putken pituus, on putken säde.

Reynoldsin numero

Kaasun (nesteen) liikkeen luonne määräytyy dimensiottoman Reynoldsin numeron () avulla:

Viskositeettiyksiköt

Dynaamisen viskositeettikertoimen perusmittayksikkö SI-järjestelmässä on:

1Pa c = 10 poise

Kinemaattisen viskositeettikertoimen perusmittayksikkö SI-järjestelmässä on:

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

ESIMERKKI 1

ESIMERKKI 2

Ennen kuin puhumme veden ominaisuuksista, on syytä ymmärtää "veden" käsite. Se on kirkas neste, jolla ei useimmissa tapauksissa ole ominaista väriä eikä hajua. Kun vesi siirtyy toiseen, se muodostaa johdannaisia, joita kutsutaan jääksi, lumeksi (kiinteät olomuodot) tai höyryksi (kaasumainen tila). Sen uskotaan peittävän yli 70% maapallon pinnasta - nämä ovat kaikenlaisia ​​meriä ja valtameriä, jokia, järviä, jäätiköitä ja muita hydrologisia kohteita.

Vesi on vahva liuotin, joka luonnolliset olosuhteet sisältää monia mineraalisuoloja ja erilaisia ​​kaasuja. Jos puhumme hänestä fyysiset ominaisuudet, kiinnitämme välittömästi huomiota siihen, että jään sulaessa sen tiheys kasvaa, kun taas muissa aineissa samanlainen prosessi tapahtuu täsmälleen päinvastoin.

Viskositeetti on veden tärkein ominaisuus. Viskositeetti itsessään on aineen kyky (joko neste, kaasu tai kiinteä) vastustaakseen aineen hiukkasia suhteessa toisiinsa. Tämä ominaisuus voi olla kahta tyyppiä - tilavuus ja tangentiaalinen. Bulkkiviskositeetti on aineen kyky ottaa vastaan ​​vetovoima. Se ilmenee, kun ääni tai ultraääniaaltoja. Tangentiaaliviskositeetille on ominaista nesteen kyky vastustaa leikkausvoimia.

Kun tutkijat tutkivat veden viskositeettia, havaittiin, että aineen kestävyys venytyksen ja leikkauksen aikana riippuu nesteen eri kerrosten hiukkasten nopeudesta. Jos nopeammin liikkuva kerros vaikuttaa hitaammin liikkuvaan kerrokseen, kiihdyttävä voima asetetaan liikkeelle. Jos kaikki tapahtuu juuri päinvastoin, jarrutusvoima alkaa toimia. Edellä mainitut voimat kohdistuvat tangentiaalisesti kerrosten pintoihin.

Viskositeetti kutsutaan nesteiden kyvyksi vastustaa valitun tilavuuden pintaa tangentiaalisia voimia, eli leikkausvoimia.

Anna nesteen virrata tasaista seinää pitkin (kuva 1) kerroksittain. Seinän sivulta tapahtuvan hidastuvuuden vuoksi nestekerrokset liikkuvat eri nopeuksilla, joiden arvot kasvavat etäisyyden seinästä kasvaessa.

Harkitse kahta kerrosta, jotka liikkuvat etäällä
toisiltaan. Nopeuksien eroista johtuen kerros B on siirtynyt kerrokseen A verran
aikayksikköä kohti. Arvo
kerroksen B absoluuttinen siirtymä kerrosta A pitkin ja on nopeusgradientti (suhteellinen leikkaus- tai venymänopeus). Tangentiaalinen stressi, po

Kuva 1

(10)

tai jos kerrokset ovat äärettömän lähellä toisiaan, saadaan Newtonin viskoosin kitkan laki

(11)

Arvo , joka kuvaa nesteen kestävyyttä tangentiaaliselle leikkaukselle, kutsutaan dynaamiseksi viskositeetin kertoimeksi. Riippuen etäisyyksien laskentasuunnasta normaalia pitkin (tarkastelun Elia-putken seinämästä sen akseliin) nopeusgradientti voi olla positiivinen tai negatiivinen. Merkki kaavassa (11) otetaan niin, että leikkausjännitys on positiivinen.

Nesteen sisäisen kitkan voima

(12)

eli se on suoraan verrannollinen dynaamiseen viskositeettikertoimeen, hankauskerrosten pinta-alaan
ja nopeusgradientti.

SI-järjestelmässä dynaamisella viskositeettikertoimella on mitta . CGS-järjestelmässä dynaamisen viskositeettikertoimen yksikkönä pidetään tasapaino (Pz). Ulottuvuus tasapainoa–
Siten,
tai

Useimmiten laskettaessa Käytä kinemaattinen viskositeettikerroin,

. (13)

Tämä kerroin sai nimen "kinemaattinen" johtuen siitä, että sen mitta sisältää vain kinemaattisten parametrien mittayksiköt, eikä se sisällä voimayksiköitä.

SI-järjestelmässä kinemaattinen viskositeettikerroin mitataan (m 2 / s), CGS-järjestelmässä - cm 2 / s tai Stokes(St.). 100 kertaa pienempi arvo Stokes, nimeltään sentistoes.

Käytännössä he käyttävät mainittujen nesteen viskositeetin mittausyksiköiden ohella ehdollinenenglannin tutkinto(0 E), joka määrittää yhdellä viskositeetin mittauslaitteista - Engler-viskosimetrillä.

Alla ehdollinen englannin tutkinto ymmärtää vanhenemisajan suhteen
m 3 (200 cm 3) testinestettä tietyssä lämpötilassa messinkimäisestä lieriömäisestä astiasta, jossa on kartiomainen pohja, kalibroidun reiän läpi, jonka halkaisija on 2,8 mm, samasta astiasta uloshengityksen aikana
m 3 tislattua vettä, jonka lämpötila on 20 0 C.

Tunnetun viskositeetin arvon mukaan tavanomaiset Engler-asteet, kinemaattinen viskositeettikerroin, , määritetty kaavalla

. (14)

Nesteiden viskositeetti riippuu suuresti lämpötilasta. Tässä tapauksessa tippuvien nesteiden viskositeetti laskee lämpötilan noustessa (taulukko 2), kun taas kaasujen viskositeetti kasvaa. Tämä selittyy sillä, että tippavien nesteiden ja kaasujen viskositeetin luonne on erilainen. Kaasuissa lämpöliikkeen keskimääräinen nopeus ja molekyylien keskimääräinen vapaa reitti kasvavat lämpötilan noustessa, mikä johtaa viskositeetin kasvuun. Pudotettavissa nesteissä molekyylit voivat värähdellä vain keskimääräisen asemansa suhteen. Lämpötilan noustessa molekyylien värähtelyliikkeet lisääntyvät. Tämä helpottaa niitä pitävien sidosten voittamista, ja nesteestä tulee liikkuvampaa ja vähemmän viskoosia.

Taulukko 2 - Veden kinemaattisen viskositeetin kerroin eri lämpötiloissa

Tippuvien nesteiden kinemaattinen viskositeettikerroin paineissa
heikosti riippuvainen paineesta. Taulukossa 3 on esitetty joidenkin nesteiden kinemaattiset viskositeettiarvot.

Taulukko 3 - Joidenkin nesteiden kinemaattinen viskositeettikerroin

Kaasujen viskositeetin kinemaattinen kerroin pienenee paineen noustessa.