Kitka vs viskositeetti
Kitka ja viskositeetti ovat aineen kaksi ominaisuutta, jotka ovat tärkeitä aineen käyttäytymisen ymmärtämisessä. On välttämätöntä ymmärtää hyvin viskositeetti ja tiheys, jotta voidaan kuvata suurin osa tapahtumista, joita esiintyy nestedynamiikassa, nesteen statiikassa, kiintoainestatiikassa, kiintoainedynamiikassa ja lähes kaikissa teknisissä sovelluksissa. Nämä ilmiöt näkyvät jokapäiväisessä elämässä, ja ne ovat todella helppoja ymmärtää, kun otetaan huomioon oikea lähestymistapa. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä kitka ja viskositeetti ovat, niiden määritelmät, yhtäläisyydet, mikä aiheuttaa kitkaa ja viskositeettia ja lopuksi niiden eroja.
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-sekunteja (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. Voidaan selvästi nähdä, että viskositeetti vaikuttaa aina johonkin suuntaan, vastustaen nesteen virtausta. Viskoosiset voimat jakautuvat nesteen tilavuuteen tietyssä dynaamisessa tilassa.
kitka
Kitka on luultavasti yleisin päivittäin kokemamme vastusvoima. Kitka syntyy kahden karkean pinnan kosketuksesta. Kitkalla on viisi tilaa; kuivakitka, joka tapahtuu kahden kiinteän kappaleen välillä, nestekitka, joka tunnetaan myös nimellä viskositeetti, voideltu kitka, jossa kaksi kiinteää ainetta erottaa nestekerros, ihokitka, joka vastustaa liikkuvaa kiinteää ainetta nesteessä, ja sisäinen kitka, joka aiheuttaa kiinteän aineen sisäiset komponentit kitkan aikaansaamiseksi. Termiä "kitka" käytetään kuitenkin yleisimmin kuivakitkan sijasta. Tämä johtuu siitä, että kullakin pinnalla olevat karkeat mikroskooppiset ontelot sopivat toisiinsa ja kieltäytyvät liikkumasta. Kahden pinnan välinen kuivakitka riippuu kitkakertoimesta ja kohteeseen vaikuttavasta tasosta normaalista reaktiivisesta voimasta. Suurin staattinen kitka kahden pinnan välillä on vain hieman suurempi kuin dynaaminen kitka.
Mitä eroa on kitkan ja viskositeetin välillä?
• Viskositeetti on itse asiassa kitkan alaluokka, mutta kuivakitkaa esiintyy vain kahden kiinteän pinnan välillä, kun taas viskositeettia esiintyy nesteissä kahden nestekerroksen välissä.
• Dynaamiset ja staattiset olosuhteet määritellään erikseen kuivakitkalle. Viskositeetilla ei ole staattista tilaa, koska nestemolekyylit ovat aina liikkuvia.
