Lepkość a lepkość kinematyczna | Lepkość dynamiczna, lepkość bezwzględna
Lepkość to bardzo ważny parametr omawiany w mechanice płynów. Lepkość i lepkość kinematyczna mają różnorodne zastosowania w dziedzinach takich jak dynamika płynów, mechanika płynów, aerodynamika, chemia, a nawet nauki medyczne. Dobre zrozumienie pojęć lepkości i lepkości kinematycznej jest wymagane, aby wyróżniać się w wyżej wymienionych dziedzinach. W tym artykule omówimy, czym są lepkość i lepkość kinematyczna, ich definicje, zastosowania lepkości i lepkości kinematycznej, podobieństwa i wreszcie różnice między lepkością i lepkością kinematyczną.
Lepkość
Lepkość jest definiowana jako miara odporności płynu, który jest odkształcany przez naprężenie ścinające lub naprężenie rozciągające. Mówiąc bardziej potocznie, lepkość to „tarcie wewnętrzne” płynu. Jest również określany jako grubość płynu. Lepkość to po prostu tarcie między dwiema warstwami płynu, gdy dwie warstwy poruszają się względem siebie. Sir Isaac Newton był pionierem w mechanice płynów. Postulował, że dla płynu newtonowskiego naprężenie ścinające między warstwami jest proporcjonalne do gradientu prędkości w kierunku prostopadłym do warstw. Stosowana tutaj stała proporcjonalna (współczynnik proporcjonalności) to lepkość płynu. Lepkość jest zwykle oznaczana grecką literą „µ”. Lepkość płynu można zmierzyć za pomocą lepkościomierzy i reometrów. Jednostkami lepkości są Pascal-sekundy lub Nm-2s. System cgs wykorzystuje jednostkę „poise”, nazwaną na cześć Jean Louis Marie Poiseuille, do pomiaru lepkości. Lepkość płynu można również zmierzyć kilkoma eksperymentami. Lepkość płynu zależy od temperatury. Lepkość spada wraz ze wzrostem temperatury.
τ=μ (∂u/∂y)
Równania i modele lepkości są bardzo złożone dla płynów nienewtonowskich. Istnieją dwie główne formy lepkości. Są to mianowicie lepkość dynamiczna i lepkość kinematyczna. Lepkość dynamiczna jest również znana jako lepkość bezwzględna. Lepkość dynamiczna to ogólny pomiar lepkości stosowany w większości obliczeń. Jest to oznaczone jako µ lub ɳ. Jednostką lepkości dynamicznej w układzie SI jest paskalosekunda. Jeżeli płyn o lepkości 1 Pascal sekundy zostanie umieszczony pomiędzy dwiema płytkami i jedna płytka zostanie odepchnięta na boki z naprężeniem ścinającym 1 Pascal, to w ciągu 1 sekundy przemieści się on na odległość równą grubości warstwy między płytami.
Lepkość kinematyczna
W niektórych przypadkach siła bezwładności płynu jest również ważna w odniesieniu do pomiaru lepkości. Siła bezwładności płynu zależy od gęstości płynu. W związku z tym zdefiniowano nowy termin zwany lepkością kinematyczną, który ma pomóc w takich obliczeniach. Lepkość kinematyczna jest definiowana jako stosunek lepkości dynamicznej do gęstości płynu. Lepkość kinematyczna określana jest terminem ν (grecka litera nu). Lepkość kinematyczna to metry do kwadratu podzielone przez sekundy. Skok jednostkowy jest również używany do pomiaru lepkości kinematycznej.
Jaka jest różnica między lepkością a lepkością kinematyczną?
• Termin lepkość ogólnie odnosi się zarówno do lepkości dynamicznej, jak i lepkości kinematycznej.
• Lepkość dynamiczna jest niezależna od gęstości cieczy, ale lepkość kinematyczna zależy od gęstości cieczy.
• Lepkość kinematyczna jest równa lepkości dynamicznej podzielonej przez gęstość cieczy.
