Viskositeetti vs kinemaattinen viskositeetti | Dynaaminen viskositeetti, absoluuttinen viskositeetti
Viskositeetti on erittäin tärkeä parametri, josta keskustellaan nestemekaniikassa. Viskositeetilla ja kinemaattisella viskositeetilla on useita sovelluksia esimerkiksi nestedynamiikassa, nestemekaniikassa, aerodynamiikassa, kemiassa ja jopa lääketieteessä. Yllämainituilla aloilla menestyminen edellyttää hyvää ymmärrystä viskositeetin ja kinemaattisen viskositeetin käsitteistä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä viskositeetti ja kinemaattinen viskositeetti ovat, niiden määritelmät, viskositeetin ja kinemaattisen viskositeetin sovellukset, yhtäläisyydet ja lopuksi erot kinemaattisen viskositeetin ja viskositeetin välillä.
Viskositeetti
Viskositeetti määritellään nesteen vastuskyvyn mittana, joka muuttuu joko leikkausjännityksen tai vetojännityksen vaikutuksesta. Yleisemmin sanottuna viskositeetti on nesteen "sisäinen kitka". Sitä kutsutaan myös nesteen paksuudeksi. Viskositeetti on yksinkertaisesti kitka kahden nestekerroksen välillä, kun kaksi kerrosta liikkuvat suhteessa toisiinsa. Sir Isaac Newton oli nestemekaniikan edelläkävijä. Hän oletti, että newtonilaisen nesteen tapauksessa kerrosten välinen leikkausjännitys on verrannollinen nopeusgradienttiin kerroksia vastaan kohtisuorassa suunnassa. Tässä käytetty suhteellinen vakio (suhteellisuustekijä) on nesteen viskositeetti. Viskositeetti on yleensä merkitty kreikkalaisella kirjaimella "µ". Nesteen viskositeettia voidaan mitata viskosimetrillä ja reometreillä. Viskositeetin yksiköt ovat Pascal-sekuntia tai Nm-2s. CGS-järjestelmä käyttää Jean Louis Marie Poiseuillen mukaan nimettyä yksikköä "poise" viskositeetin mittaamiseen. Nesteen viskositeettia voidaan myös mitata useilla kokeilla. Nesteen viskositeetti riippuu lämpötilasta. Viskositeetti laskee lämpötilan noustessa.
τ=μ (∂u/∂y)
Viskositeettiyhtälöt ja mallit ovat hyvin monimutkaisia ei-newtonisille nesteille. Viskositeettia on kaksi päämuotoa. Ne ovat nimittäin dynaaminen viskositeetti ja kinemaattinen viskositeetti. Dynaaminen viskositeetti tunnetaan myös absoluuttisena viskositeetina. Dynaaminen viskositeetti on yleinen viskositeetin mittaus, jota käytetään useimmissa laskelmissa. Tämä on merkitty joko µ:llä tai ɳ:lla. Dynaamisen viskositeetin SI-yksikkö on Pascal-sekuntia. Jos nestettä, jonka viskositeetti on 1 Pascal sekuntia, asetetaan kahden levyn väliin ja yhtä levyä työnnetään sivusuunnassa 1 Pascalin leikkausjännityksellä, se siirtyy levyjen välisen kerroksen paksuutta vastaavan etäisyyden 1 sekunnissa.
Kinemaattinen viskositeetti
Joissakin tapauksissa nesteen inertiavoima on myös tärkeä viskositeetin mittauksen kann alta. Nesteen inertiavoima riippuu nesteen tiheydestä. Siksi määritellään uusi termi, nimeltään kinemaattinen viskositeetti, auttamaan tällaisia laskelmia. Kinemaattinen viskositeetti määritellään dynaamisen viskositeetin suhteeksi nesteen tiheyteen. Kinemaattista viskositeettia viitataan termillä ν (kreikkalainen kirjain nu). Kinemaattisen viskositeetin yksiköt ovat neliömetriä jaettuna sekunneilla. Yksikköpoltinta käytetään myös kinemaattisen viskositeetin mittaamiseen.
Mitä eroa on viskositeetilla ja kinemaattisella viskositeetilla?
• Termi viskositeetti yleensä tarkoittaa sekä dynaamista viskositeettia että kinemaattista viskositeettia.
• Dynaaminen viskositeetti on riippumaton nesteen tiheydestä, mutta kinemaattinen viskositeetti riippuu nesteen tiheydestä.
• Kinemaattinen viskositeetti on yhtä suuri kuin dynaaminen viskositeetti jaettuna nesteen tiheydellä.
