Kas ir viskozitāte? Viskozitātes mērvienības

Viskozitāte raksturo gāzu vai šķidrumu spēju radīt pretestību starp šķidruma (ne cietā) slāņiem, kas pārvietojas viens pret otru. Tas nozīmē, ka šī vērtība atbilst iekšējā berzes spēkam (angļu valodas termins: viskozitāte), kas rodas, pārvietojoties ar gāzi vai šķidrumu. Dažādām iestādēm tas būs atšķirīgs, jo tas ir atkarīgs no to rakstura. Piemēram, ūdenim ir zema viskozitāte salīdzinājumā ar medu, kura viskozitāte ir daudz augstāka. Cieto (beztaras) vielu iekšēja berze vai plūstamība raksturo reoloģiskas īpašības.

Vārds viskozitāte nāk no latīņu vārda Viscum, kas tulkojumā nozīmē āmuļi. Tas ir saistīts ar putnu līmi, kas izgatavota no āmuļu ogu un ko izmanto putnu ieguvei. Līmes materiāls izplatījis koku zarus, un putni, kas viņus sēž, kļuva par vieglu laupījumu.

Kas ir viskozitāte? Šīs pazīmes mērīšanas vienības, kā tas ir ierasts, SI sistēmā, kā arī citās nesistemātiskajās vienībās tiks dota.

1688. gadā Isak Ņūtons izveidoja šķidro un gāzveida vielu plūsmas pamatlikumu: F = ε • {(v2 - v1) / (z2 - z1)} • S. Šajā gadījumā F ir spēks (tangenciāls), kas izraisa mobilā Ķermenis Attiecība (v2 - v1) / (z2 - z1) parāda šķidruma vai gāzes plūsmas ātruma maiņas ātrumu, pārejot no viena kustīgā slāņa uz otru. Pretējā gadījumā to sauc par plūsmas ātruma vai bīdes ātruma gradientu. S vērtība ir kustīgā ķermeņa plūsmas laukums (šķērsgriezumā). Proporcionalitātes koeficients ε ir dinamiska ķermeņa viskozitātes koeficients . To daudzums, kas ir pretējais tam, ir j = 1 / ε, ir plūstamība. Jaudu, kas iedarbojas uz plūsmas vienības laukumu (šķērsgriezumā), var aprēķināt pēc formulas: μ = F / S. Tā ir absolūta vai dinamiska viskozitāte. Mērvienības SI sistēmā tiek izteiktas kā paskāle sekundē.

Viskozitāte ir svarīgākā daudzu vielu fizikāli ķīmiskā īpašība. Tās nozīme tiek ņemta vērā, izstrādājot un darbinot cauruļvadus un aparātus, kuros notiek kustība (piemēram, ja tie kalpo sūknēšanai) šķidrā vai gāzveida vidē. Tas var būt eļļa, gāze vai pārstrādes produkti, izkausētie izdedži vai stikls utt. Daudzos gadījumos viskozitāte ir kvalitatīva raksturīga dažādu nozaru pusfabrikātu un gatavo izstrādājumu kvalitāte, jo tā tieši atkarīga no vielas struktūras un parāda materiāla fizikāli ķīmisko stāvokli un tehnoloģiskajām izmaiņām. Bieži vien, lai novērtētu pretestību deformācijai vai plūsmai, dinamiskā viskozitāte nav dinamiska, bet kinemātiska, kuras mērvienības SI sistēmā izteiktas kvadrātmetros sekundē. Kinemātiskā viskozitāte (apzīmēta ar ν) ir dinamikas (μ) viskozitātes attiecība pret vides (ρ) blīvumu: v = μ / ρ.

Kinemātiskā viskozitāte ir materiāla fizikāli ķīmiskā īpašība, kas parāda tās spēju pretoties plūsmai gravitācijas spēku ietekmē.

SI sistēmā kinemātiskās viskozitātes mērvienības reģistrē kā m2 / s.

GHS sistēmā viskozitāti mēra Stokes (St) vai centistokes (cSt).

Starp šīm mērvienībām ir šāda attiecība: 1 St = 10-4 m2 / s, tad 1 cSt = 10-2 St = 10-6 m2 / s = 1 mm2 / s. Bieži vien attiecībā uz kinemātisko viskozitāti tiek izmantota cita mērvienība, kas nav sistēmas mērvienība - tās ir Englera grādi, kuru tulkošanu Stokesā var veikt pēc empīriskās formulas: v = 0,073oE - 0,063 / oE vai saskaņā ar tabulu.

Lai pārveidotu dinamiskās viskozitātes sistēmas vienības par nesistemīgām vienībām, mēs varam izmantot vienādību: 1 Pa • s = 10 poise. Tiek uzrakstīts īss apzīmējums: P.

Parasti šķidruma viskozitātes vienības regulē gatavo (preču) izstrādājumu normatīvie dokumenti vai pusvadītāju tehnoloģiskie noteikumi kopā ar šīs kvalitātes raksturojuma pieļaujamo diapazonu variāciju, kā arī kļūdu mērījumos.

Lai noteiktu viskozitāti laboratorijas vai ražošanas apstākļos, izmantojiet dažāda dizaina viskozimetrus. Tie var būt rotējoši, ar bumbu, kapilāru, ultraskaņu. Viskozitātes mērīšanas princips stikla kapilārā viskozimetrā balstās uz laika noteikšanu šķidruma plūsmai caur kalibrētu kapilāru ar noteiktu diametru un garumu, kamēr jāņem vērā viskozimetra konstante. Tā kā materiāla viskozitāte ir atkarīga no temperatūras (ar tā palielināšanos tā samazināsies, ko izskaidro molekulārās kinētikas teorija kā haotiskas kustības paātrinājuma un molekulu mijiedarbības paātrinājuma rezultātā), testa paraugs ir jānosaka noteiktā laika posmā noteiktā temperatūrā, vidēji visam parauga tilpumam. Ir vairākas standartizētas metodes viskozitātes pārbaudei, bet visbiežāk sastopams starpvalstu standarts GOST 33-2000, pamatojoties uz kuru tiek noteikta kinemātiskā viskozitāte, šajā gadījumā mērvienības ir mm2 / s (cSt), un dinamiskā viskozitāte tiek pārrēķināta kā kinemātiskās viskozitātes produkts ar blīvumu.