תוֹכֶן
צמיגות היא פרמטר חשוב בדינמיקת הנוזלים - כה חשוב שמדענים העובדים בתחום מגדירים שני סוגים שונים, לכל אחד יחידות משלו. יחידה נפוצה למדידת צמיגות דינמית היא הקוטב (P), השווה ל- 1 גרם לסנטימטר שנייה. יחידה מקבילה לצמיגות קינמטית היא stoke (St), השווה לסנטימטר2 לשניה. שתי היחידות גדולות, ולמטרות מעשיות, זה נפוץ יותר להשתמש בצנטיות (cP) ובצנטיסות (cSt), השוות לאחד מאית היחידה השלמה המתאימה. דרך קלה להמיר מצמיגות קינמטית לצמיגות דינמית היא להכפיל את הערך בסנטסטוק בכוח הכבידה הספציפי של הנוזל כדי לקבל את הערך המקביל בסנטפוס.
שני סוגים של צמיגות
ההגדרה של צמיגות דינאמית - או מוחלטת היא הכוח המשיק לכל שטח יחידה שנדרש כדי להזיז מישור אופקי אחד של נוזל ביחס למישור אחר במהירות יחידה תוך שמירה על מרחק יחידה בין המטוסים. במילים אחרות, זהו מדד לנוזל העמידות הפנימית בפני זרימה. כל מי שניסה להעביר סכין דרך מולסה יודע שיש לו צמיגות דינמית גבוהה יותר מאשר מים.
צמיגות קינמטית מוגדרת כיחס בין צמיגות דינמית לצפיפות. לשני נוזלים בעלי אותה צמיגות דינאמית יכולים להיות ערכים שונים מאוד לצמיגות קינמטית, תלוי בצפיפותם.
מדידת צמיגות
כדי למדוד צמיגות דינאמית, יש להפעיל סוג כלשהו של כוח חיצוני ידוע. דרך נפוצה למדידת כמות זו היא לסובב בדיקה בנוזל ולמדוד את כמות המומנט, או כוח הסיבוב, הדרוש כדי להזיז את הגשש במהירות מסוימת. מכיוון שצמיגות קינמטית אינה תלויה בתנועה או בכח חיצוני שאינו כוח הכובד, דרך נפוצה למדוד אותה היא לאפשר לנוזל לזרום דרך צינור נימי מכויל.
כאשר מודדים צמיגות דינמית וקינמטית, חשוב לקחת את הטמפרטורה בחשבון, מכיוון שהצמיגות משתנה עם הטמפרטורה.
הכבידה הספציפית הופכת את ההמרה לקלה יותר
כוח הכובד הספציפי של נוזל, גז או מוצק הוא הצפיפות שלו מחולק בצפיפות המים. מכיוון שלמים יש צפיפות של 1 גרם / ס"מ 3 (1 גרם / מ"ל), כוח הכבידה הספציפי הוא ערך חסר ממדים שווה במהותו לצפיפות. קיצור דרך זה מקל על מעקב אחר יחידות בעת ההמרה מצמיגות דינמית לקינמטית ולהיפך. עבור כל נוזל, הצמיגות הקינטית בסנטסטוק X הכבידה הספציפית = הצמיגות הדינמית בצנטי-האזור. אם אתה מבצע את אותו חישוב באמצעות צפיפות במקום כוח משיכה ספציפי, אתה צריך להמיר את הצמיגות בסנטסטוק לסטוקס, להכפיל את הצפיפות של הנוזל ב- g / ml ולהמיר את התוצאה בקוטב חזרה לצנטיפוז.
כמה דוגמאות
במקרה של מים, המרה בין צנטינסטוקה וצנטיפוז היא קלה מכיוון שיש למים כובד ספציפי של 1. הצמיגות הקינטית של מים בטמפרטורה של 70 מעלות פרנהייט (21 מעלות צלזיוס) היא צלזיוס 1, והצמיגות הדינאמית היא צלזיוס 1.
בטמפרטורה של 68 מעלות פרנהייט (20 מעלות צלזיוס), לדבש צפיפות של 1.42 גרם / מ"ל (כוח הכבידה הספציפי 1.42). הצמיגות הדינמית שלה היא 10,000 סמ"פ, ולכן הצמיגות הקינטית שלה היא 10,000 סמ"ק / 1.42 = 7,042 cSt.