Вязкость. Вискозиметры.

Лекция № 6

Вязкость – способность тела оказывать сопротивление относительному смещению его слоев. При воздействии на жидкость внешних сил она сопротивляется потоку благодаря внутреннему трению. Вязкость - мера этого внутреннего трения.

Кинематическая вязкость η /ρ- (м²/с) - мера потока имеющей сопротивление жидкости под влиянием силы тяжести. Когда две жидкости равного объема помещены в идентичные капиллярные вискозиметры и двигаются самотеком, вязкой жидкости требуется больше времени для протекания через капилляр. Если одной жидкости требуется для вытекания 200 секунд,а другой - 400 секунд, вторая жидкость в два раза более вязкая, чем первая по шкале кинематической вязкости.

Кинематическая вязкость равна отношению динамической вязкости к плотности среды и дает понятие о вязкости среды в определенных условиях - под действием силы тяжести. Это связано с методом измерения вязкости в капиллярном вискозиметре, когда измеряется время вытекания жидкости из калиброванной емкости через отверстие под действием силы тяжести.

Абсолютная вязкость, иногда называемая динамической (η – (Па·с) кг/м·с) или простой вязкость, является произведением кинематической вязкости и плотности жидкости:

Размерность кинематической вязкости - L²/T, где L - длина, и T - время. Обычно используется сантистокс (cSt). Один стокс равен кинематической вязкости, при которой динамическая вязкость среды плотностью 1 г/см³ равна 1 пз. Названа в честь Дж. Г. Стокса.

1 Ст = см²/с = 10^-4 м²/с.

На практике часто применяется в 100 раз меньшая единица - сантистокс (сСт, cSt).

 

1 сСт = 1 мм²/с

 

ЕДИНИЦА СИ кинематической вязкости - mm²/s, что равно 1 cSt. Абсолютная вязкость выражается в сантипуазах (сПуаз).

ЕДИНИЦА СИ абсолютной вязкости - миллипаскаль-секунда (mPa-s), где 1 сПуаз = 1 mPa-s.

Вискозиметры можно классифицировать по трем главным типам:

 

1. Капиллярные вискозиметры измеряют расход фиксированного объема жидкости через малое отверстие при контролируемой температуре. Скорость сдвига можно измерить примерно от нуля до 106 с-1, заменяя капиллярный диаметр и приложенное давление.

2. Ротационные вискозиметры используют для измерения сопротивления жидкости течению вращающий момент на вращающемся вале.

3. Разнообразные приборы используют множество других принципов; например, время падения стального шарика или иглы в жидкости, сопротивление вибрации зонда, и давления, прилагаемого к зонду текущей жидкостью. вискозиметра Гепплера; в нем жидкость помещается в наклонную трубку, в которой перемещается шарик; между ними остается лишь небольшая щель. Исследуемые характеристики определяются по длительности прохождения шариком определенного пути. Недостатком данного прибора является невозможность воспроизведения результатов в двух последовательных опытах из-за разрушения структуры.