Inhalt
- Zwei Arten von Viskosität
- Viskosität messen
- Das spezifische Gewicht erleichtert die Konvertierung
- Einige Beispiele
Die Viskosität ist ein wichtiger Parameter in der Fluiddynamik - so wichtig, dass Wissenschaftler auf dem Gebiet zwei verschiedene Arten definieren, jede mit ihren eigenen Einheiten. Eine gebräuchliche Einheit zur Messung der dynamischen Viskosität ist die Poise (P), die 1 Gramm pro Zentimeter-Sekunde entspricht. Eine entsprechende Einheit für die kinematische Viskosität ist der Hub (St), der 1 Zentimeter entspricht2 pro Sekunde. Beide Einheiten sind groß und es ist aus praktischen Gründen üblicher, Centipoise (cP) und Centistoke (cSt) zu verwenden, die einem Hundertstel der entsprechenden Einheit entsprechen. Eine einfache Methode zur Umrechnung von kinematischer in dynamische Viskosität besteht darin, den Wert in Centistokes mit dem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit zu multiplizieren, um den entsprechenden Wert in Centipoise zu erhalten.
Zwei Arten von Viskosität
Die Definition der dynamischen - oder absoluten - Viskosität ist die Tangentialkraft pro Flächeneinheit, die erforderlich ist, um eine horizontale Ebene eines Fluids mit einer Einheitsgeschwindigkeit in Bezug auf eine andere Ebene zu bewegen, während ein Einheitsabstand zwischen den Ebenen eingehalten wird. Mit anderen Worten, es ist ein Maß für den inneren Strömungswiderstand der Flüssigkeiten. Jeder, der versucht hat, ein Messer durch Melasse zu bewegen, weiß, dass es eine höhere dynamische Viskosität als Wasser hat.
Die kinematische Viskosität ist definiert als das Verhältnis der dynamischen Viskosität zur Dichte. Zwei Flüssigkeiten mit der gleichen dynamischen Viskosität können je nach Dichte sehr unterschiedliche Werte für die kinematische Viskosität aufweisen.
Viskosität messen
Zur Messung der dynamischen Viskosität muss eine bekannte externe Kraft angewendet werden. Eine übliche Methode zum Messen dieser Größe besteht darin, eine Sonde in der Flüssigkeit zu drehen und das Drehmoment oder die Drehkraft zu messen, die zum Bewegen der Sonde mit einer bestimmten Geschwindigkeit erforderlich sind. Da die kinematische Viskosität nicht von der Bewegung oder einer anderen externen Kraft als der Schwerkraft abhängt, besteht eine übliche Art der Messung darin, das Fluid durch ein kalibriertes Kapillarröhrchen fließen zu lassen.
Bei der Messung der dynamischen und kinematischen Viskosität ist es wichtig, die Temperatur zu berücksichtigen, da die Viskosität mit der Temperatur variiert.
Das spezifische Gewicht erleichtert die Konvertierung
Das spezifische Gewicht eines Fluids, Gases oder Feststoffs ist seine Dichte geteilt durch die Dichte von Wasser. Da Wasser eine Dichte von 1 g / cm³ (1 g / ml) hat, ist das spezifische Gewicht ein dimensionsloser Wert, der im wesentlichen der Dichte entspricht. Mit dieser Verknüpfung können Sie die Einheiten leichter nachverfolgen, wenn Sie von dynamischer zu kinematischer Viskosität und umgekehrt konvertieren. Für jedes Fluid ist die kinematische Viskosität in Centistokes X das spezifische Gewicht = die dynamische Viskosität in Centipoise. Wenn Sie dieselbe Berechnung mit Dichte anstelle des spezifischen Gewichts durchführen, müssen Sie die Viskosität in Centistokes in Stokes umrechnen, mit der Dichte der Flüssigkeit in g / ml multiplizieren und das Ergebnis in Poise zurück in Centipoise umrechnen.
Einige Beispiele
Im Falle von Wasser ist die Umrechnung zwischen Centistokes und Centipoise einfach, da Wasser ein spezifisches Gewicht von 1 hat. Die kinematische Viskosität von Wasser bei 70 Grad Fahrenheit (21 Grad Celsius) beträgt 1 Centistoke und die dynamische Viskosität 1 Centipoise.
Bei 68 Grad Fahrenheit (20 Grad Celsius) hat Honig eine Dichte von 1,42 g / ml (spezifisches Gewicht 1,42). Seine dynamische Viskosität beträgt 10.000 cP, daher beträgt seine kinematische Viskosität 10.000 cP / 1,42 = 7.042 cSt.