Kinemaattinen vs. dynaaminen viskositeetti
Dynaaminen viskositeetti ja kinemaattinen viskositeetti ovat kaksi tärkeää nestedynamiikan käsitettä. Näillä kahdella konseptilla on useita sovelluksia sellaisilla aloilla kuin nestedynamiikka, nestemekaniikka, aerodynamiikka, kemia ja jopa lääketiede. Yllämainituilla aloilla menestyminen edellyttää hyvää ymmärrystä dynaamisen viskositeetin ja kinemaattisen viskositeetin käsitteistä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä dynaaminen viskositeetti ja kinemaattinen viskositeetti ovat, niiden määritelmät, dynaamisen ja kinemaattisen viskositeetin sovellukset, yhtäläisyydet ja lopuksi kinemaattisen viskositeetin ja dynaamisen viskositeetin erot.
Mikä on dynaaminen viskositeetti?
Dynaamisen viskositeetin käsitteen ymmärtämiseksi tarvitaan yleinen käsitys viskositeetista. Viskositeetti määritellään nesteen vastuksen mittana, joka muuttaa muotoaan 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 yksikkö on Pascal-sekuntia (tai Nm-2s). CGS-järjestelmä käyttää Jean Louis Marie Poiseuillen mukaan nimettyä yksikköä "Poise" viskositeetin mittaamiseen. 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 sekunti, asetetaan kahden levyn väliin ja toinen levy työnnetään sivusuunnassa 1 Pascalin leikkausjännityksellä, se siirtyy levyjen välisen kerroksen paksuutta vastaavan etäisyyden 1 sekunnissa.
Mikä on kinemaattinen viskositeetti?
Joissakin tapauksissa nesteen inertiavoima on myös merkittävä viskositeetin mittauksen kann alta. Nesteen inertiavoima riippuu nesteen tiheydestä. Siksi tällaisten laskelmien avuksi määritellään uusi termi nimeltä kinemaattinen viskositeetti. Kinemaattinen viskositeetti määritellään dynaamisen viskositeetin suhteeksi nesteen tiheyteen. Kinemaattista viskositeettia viitataan termillä ν (kreikkalainen kirjain nu). Kinemaattisen viskositeetin yksiköt ovat neliömetriä jaettuna sekunneilla. Yksikköä "stoke" käytetään myös kinemaattisen viskositeetin mittaamiseen.
Mitä eroa on kinemaattisella viskositeetilla ja dynaamisella viskositeetilla?
• Dynaaminen viskositeetti on riippumaton nesteen tiheydestä, mutta kinemaattinen viskositeetti riippuu nesteen tiheydestä.
• Kinemaattinen viskositeetti on yhtä suuri kuin dynaaminen viskositeetti jaettuna nesteen tiheydellä.
