جدول ویسکوزیته سینماتیکی مایعات ویسکوزیته آب ویسکوزیته سینماتیکی آب ویسکوزیته دینامیکی آب نمونه هایی از حل مسئله

ویسکوزیته مهمترین ثابت فیزیکی است که خصوصیات عملکرد دیگ و سوخت دیزل، روغن های نفتی و تعدادی دیگر از فرآورده های نفتی را مشخص می کند. مقدار ویسکوزیته برای قضاوت در مورد امکان اتمیزه شدن و قابلیت پمپاژ نفت و فرآورده های نفتی استفاده می شود.

ویسکوزیته دینامیکی، سینماتیکی، شرطی و موثر (ساختاری) وجود دارد.

ویسکوزیته دینامیک (مطلق). [μ ] یا اصطکاک داخلی، خاصیت سیالات واقعی برای مقاومت در برابر نیروهای مماسی برشی است. بدیهی است که این خاصیت با حرکت سیال خود را نشان می دهد. ویسکوزیته دینامیکی در سیستم SI با [N·s/m2] اندازه گیری می شود. این مقاومتی است که یک مایع در حین حرکت نسبی دو لایه خود با سطح 1 متر مربع از خود نشان می دهد که در فاصله 1 متری از یکدیگر قرار دارند و تحت تأثیر نیروی خارجی 1 نیوتن با سرعت 1 حرکت می کنند. ام‌اس. با توجه به اینکه 1 N/m 2 = 1 Pa، ویسکوزیته دینامیکی اغلب در [Pas] یا [mPas] بیان می شود. در سیستم CGS (CGS)، بعد ویسکوزیته دینامیکی [din s/m2] است. این واحد پویز نامیده می شود (1 P = 0.1 Pa s).

ضرایب تبدیل برای محاسبه دینامیک [ μ ] ویسکوزیته

واحدها	میکروپویز (mcP)	سانتی پویز (cP)	پویز ([g/cm s])	Pa s ([kg/m s])	کیلوگرم/(متر ساعت)	کیلوگرم بر متر مربع
میکروپویز (mcP)	1	10 -4	10 -6	10 7	3.6·10 -4	1.02·10 -8
سانتی پویز (cP)	10 4	1	10 -2	10 -3	3,6	1.02·10 -4
پویز ([g/cm s])	10 6	10 2	1	10 3	3.6 10 2	1.02·10 -2
Pa s ([kg/m s])	10 7	10 3	10	1 3	3.6 10 3	1.02·10 -1
کیلوگرم/(متر ساعت)	2.78 10 3	2.78·10 -1	2.78·10 -3	2.78·10 -4	1	2.84·10 -3
کیلوگرم بر متر مربع	9.81 10 7	9.81 10 3	9.81 10 2	9.81 10 1	3.53 10 4	1

اصطحکاک جنبشی [ν ] کمیتی است برابر با نسبت ویسکوزیته دینامیکی مایع [ μ ] به تراکم آن [ ρ ] در همان دما: ν = μ/ρ. واحد ویسکوزیته سینماتیکی [m 2 / s] است - ویسکوزیته سینماتیکی چنین مایعی که ویسکوزیته دینامیکی آن 1 N s / m 2 و چگالی آن 1 kg / m 3 است (N = kg m / s 2 ). در سیستم CGS، ویسکوزیته سینماتیکی بر حسب [cm2/s] بیان می‌شود. این واحد استوکس نامیده می شود (1 استوکس = 10 -4 m2 /s؛ 1 cSt = 1 mm2 /s).

ضرایب تبدیل برای محاسبه سینماتیک [ ν ] ویسکوزیته

واحدها	mm 2 /s (cSt)	سانتی متر 2 بر ثانیه (خیابان)	m 2 /s	متر 2 در ساعت
mm 2 /s (cSt)	1	10 -2	10 -6	3.6·10 -3
سانتی متر 2 بر ثانیه (خیابان)	10 2	1	10 -4	0,36
m 2 /s	10 6	10 4	1	3.6 10 3
متر 2 در ساعت	2.78 10 2	2,78	2.78 10 4	1

روغن ها و فرآورده های نفتی اغلب مشخص می شوند ویسکوزیته مشروطکه به نسبت زمان جریان 200 میلی لیتر فرآورده نفتی از سوراخ مدرج یک ویسکومتر استاندارد در دمای معین در نظر گرفته می شود. تی] تا زمانی که 200 میلی لیتر آب مقطر در دمای 20 درجه سانتیگراد جریان یابد. ویسکوزیته شرطی در دمای [ تی] با علامت ВУ نشان داده می شود و با تعداد درجات متعارف نشان داده می شود.

ویسکوزیته شرطی بر حسب درجه VU (درجه VU) (اگر آزمایش در ویسکومتر استاندارد مطابق با GOST 6258-85 انجام شود)، ثانیه Saybolt و ثانیه Redwood (اگر آزمایش بر روی ویسکومتر Saybolt و Redwood انجام شود) اندازه گیری می شود.

شما می توانید ویسکوزیته را از یک سیستم به سیستم دیگر با استفاده از یک نوموگرام تبدیل کنید.

در سیستم های پراکنده نفتی تحت شرایط خاص، بر خلاف مایعات نیوتنی، ویسکوزیته یک مقدار متغیر بسته به گرادیان نرخ برش است. در این موارد، روغن ها و فرآورده های نفتی با ویسکوزیته موثر یا ساختاری مشخص می شوند:

برای هیدروکربن ها، ویسکوزیته به طور قابل توجهی به ترکیب شیمیایی آنها بستگی دارد: با افزایش وزن مولکولی و نقطه جوش افزایش می یابد. وجود شاخه های جانبی در مولکول های آلکان ها و نفتن ها و افزایش تعداد چرخه ها نیز باعث افزایش ویسکوزیته می شود. برای گروه های مختلف هیدروکربن ها، ویسکوزیته در سری آلکان ها - آرن ها - سیکلان ها افزایش می یابد.

برای تعیین ویسکوزیته ، از ابزارهای استاندارد ویژه - ویسکومترها استفاده می شود که در اصل عملکرد آنها متفاوت است.

ویسکوزیته سینماتیکی برای فرآورده‌های نفتی سبک و روغن‌های با ویسکوزیته نسبتاً کم با استفاده از ویسکومترهای مویرگی تعیین می‌شود که عملکرد آن بر اساس سیالیت مایع از طریق مویرگی مطابق با GOST 33-2000 و GOST 1929-87 (ویسکومتر نوع VPZh، پینکویچ و غیره).

برای فرآورده های نفتی ویسکوزیته، ویسکوزیته نسبی با ویسکومترهایی مانند VU، Engler و غیره اندازه گیری می شود. مایع از طریق یک سوراخ مدرج مطابق با GOST 6258-85 از این ویسکومترها خارج می شود.

یک رابطه تجربی بین مقادیر درجه VV شرطی و ویسکوزیته سینماتیکی وجود دارد:

ویسکوزیته چسبناک ترین و ساختار یافته ترین فرآورده های نفتی بر اساس ویسکومتر چرخشی مطابق با GOST 1929-87 تعیین می شود. این روش بر اساس اندازه گیری نیروی لازم برای چرخش سیلندر داخلی نسبت به سیلندر بیرونی هنگام پر کردن فضای بین آنها با مایع آزمایش در یک دما است. تی.

علاوه بر روش‌های استاندارد برای تعیین ویسکوزیته، گاهی اوقات در کارهای تحقیقاتی از روش‌های غیراستاندارد استفاده می‌شود که مبتنی بر اندازه‌گیری ویسکوزیته با زمان افتادن یک توپ کالیبراسیون بین علامت‌ها یا زمان میرایی ارتعاشات جسم جامد در آزمایش است. مایع (ویسکومترهای هپلر، گورویچ و غیره).

در تمام روش های استاندارد توصیف شده، ویسکوزیته در دمای کاملاً ثابت تعیین می شود، زیرا با تغییر آن ویسکوزیته به طور قابل توجهی تغییر می کند.

وابستگی ویسکوزیته به دما

وابستگی ویسکوزیته فرآورده های نفتی به دما یک مشخصه بسیار مهم هم در فناوری پالایش نفت (پمپ زدن، تبادل حرارت، ته نشینی و غیره) و هم در استفاده از فرآورده های نفتی تجاری (زهکشی، پمپاژ، فیلتر کردن، روانکاری سطوح مالشی) است. ، و غیره.).

با کاهش دما، ویسکوزیته آنها افزایش می یابد. شکل منحنی های تغییرات ویسکوزیته را بسته به دما برای روغن های روان کننده مختلف نشان می دهد.

وجود مناطق دمایی که در آنها افزایش شدید ویسکوزیته رخ می دهد، مشترک در همه نمونه های روغن است.

فرمول‌های مختلفی برای محاسبه ویسکوزیته بسته به دما وجود دارد، اما رایج‌ترین آن فرمول تجربی والتر است:

با دو بار گرفتن لگاریتم این عبارت، به دست می آید:

با استفاده از این معادله، E.G. Semenido یک نوموگرام بر روی محور آبسیسا تهیه کرد که برای سهولت استفاده، دما و ویسکوزیته بر روی محور اردیته رسم می‌شود.

با استفاده از نوموگرام، در صورتی که ویسکوزیته یک فرآورده نفتی در دو دمای دیگر مشخص باشد، می توانید ویسکوزیته آن را در هر دمای معینی پیدا کنید. در این حالت، مقدار ویسکوزیته های شناخته شده توسط یک خط مستقیم به هم متصل می شود و تا زمانی که با خط دما قطع می شود ادامه می یابد. نقطه تقاطع با آن با ویسکوزیته مورد نظر مطابقت دارد. نوموگرام برای تعیین ویسکوزیته انواع فرآورده های نفتی مایع مناسب است.

برای روغن های روان کننده نفت، در حین کار بسیار مهم است که ویسکوزیته تا حد ممکن به دما بستگی داشته باشد، زیرا این امر خواص روانکاری خوب روغن را در یک محدوده دمایی وسیع تضمین می کند، یعنی مطابق با فرمول والتر، این بدان معنی است که برای روغن های روان کننده، هر چه ضریب B کمتر باشد، کیفیت روغن بالاتر است. این خاصیت روغن ها نامیده می شود شاخص ویسکوزیته، که تابعی از ترکیب شیمیایی روغن است. برای هیدروکربن های مختلف، ویسکوزیته با دما متفاوت است. شدیدترین وابستگی (مقدار بزرگ B) برای هیدروکربن‌های آروماتیک و کوچک‌ترین آن برای آلکان‌ها است. هیدروکربن های نفتنی از این نظر به آلکان ها نزدیک هستند.

روش های مختلفی برای تعیین شاخص ویسکوزیته (VI) وجود دارد.

در روسیه، IV با دو مقدار ویسکوزیته سینماتیک در 50 و 100 درجه سانتیگراد (یا در 40 و 100 درجه سانتیگراد - طبق جدول ویژه کمیته استانداردهای دولتی) تعیین می شود.

هنگام تأیید روغن ها، IV طبق GOST 25371-97 محاسبه می شود که تعیین این مقدار را با ویسکوزیته در 40 و 100 درجه سانتیگراد فراهم می کند. طبق این روش، با توجه به GOST (برای روغن هایی با VI کمتر از 100)، شاخص ویسکوزیته با فرمول تعیین می شود:

برای همه روغن ها با ν 100 ν, ν 1و ν 3) بر اساس جدول GOST 25371-97 بر اساس تعیین می شوند ν 40و ν 100از این روغن اگر روغن چسبناک تر است ( ν 100> 70 mm 2 / s)، سپس مقادیر موجود در فرمول با استفاده از فرمول های خاص ارائه شده در استاندارد تعیین می شود.

تعیین شاخص ویسکوزیته با استفاده از نوموگرام بسیار ساده تر است.

یک نوموگرام حتی راحت تر برای یافتن شاخص ویسکوزیته توسط G.V. تعیین IV به اتصال مقادیر ویسکوزیته شناخته شده در دو دما با خطوط مستقیم کاهش می یابد. نقطه تقاطع این خطوط با شاخص ویسکوزیته مورد نظر مطابقت دارد.

شاخص ویسکوزیته یک مقدار پذیرفته شده است که در استانداردهای روغن در تمام کشورهای جهان گنجانده شده است. نقطه ضعف شاخص ویسکوزیته این است که رفتار روغن را فقط در محدوده دمایی 37.8 تا 98.8 درجه سانتیگراد مشخص می کند.

بسیاری از محققان اشاره کرده اند که چگالی و ویسکوزیته روغن های روان کننده تا حدی منعکس کننده ترکیب هیدروکربنی آنها است. یک شاخص مربوطه پیشنهاد شد که چگالی و ویسکوزیته روغن ها را به هم مرتبط می کند و ثابت ویسکوزیته-جرم (VMC) نامیده می شود. ثابت ویسکوزیته جرم را می توان با استفاده از فرمول A. Pinkevich محاسبه کرد:

بسته به ترکیب شیمیایی روغن VMC، می تواند از 0.75 تا 0.90 باشد و هر چه VMC روغن بیشتر باشد، شاخص ویسکوزیته آن کمتر است.

در دماهای پایین، روغن های روان کننده ساختاری به دست می آورند که با استحکام تسلیم، پلاستیسیته، تیکسوتروپی یا ناهنجاری ویسکوزیته سیستم های پراکنده مشخص می شود. نتایج تعیین ویسکوزیته چنین روغن هایی به اختلاط مکانیکی اولیه آنها و همچنین به سرعت جریان یا هر دو عامل به طور همزمان بستگی دارد. روغن های ساختاریافته مانند سایر سیستم های نفتی ساختاریافته از قانون جریان سیال نیوتنی پیروی نمی کنند که طبق آن تغییر ویسکوزیته فقط به دما بستگی دارد.

روغن با ساختار دست نخورده ویسکوزیته به طور قابل توجهی بالاتر از پس از تخریب آن است. اگر ویسکوزیته چنین روغنی را با تخریب ساختار کاهش دهید، در حالت آرام این ساختار بازسازی می شود و ویسکوزیته به مقدار اولیه خود باز می گردد. توانایی یک سیستم برای بازگرداندن خود به خود ساختار خود نامیده می شود تیکسوتروپی. با افزایش سرعت جریان یا به طور دقیق تر شیب سرعت (بخش منحنی 1) ساختار از بین می رود و در نتیجه ویسکوزیته ماده کاهش می یابد و به حداقل معینی می رسد. این حداقل ویسکوزیته با افزایش بعدی در گرادیان سرعت (بخش 2) تا زمانی که یک جریان آشفته ظاهر شود، در همان سطح باقی می‌ماند و پس از آن ویسکوزیته دوباره افزایش می‌یابد (بخش 3).

وابستگی ویسکوزیته به فشار

ویسکوزیته مایعات از جمله فرآورده های نفتی به فشار خارجی بستگی دارد. تغییر ویسکوزیته روغن با افزایش فشار از اهمیت عملی بالایی برخوردار است، زیرا فشارهای بالایی ممکن است در برخی واحدهای اصطکاک ایجاد شود.

وابستگی ویسکوزیته به فشار برای برخی از روغن ها با منحنی ها نشان داده شده است. تحت فشار آرمی توان آن را با فرمول بیان کرد:

در روغن‌های نفتی، ویسکوزیته هیدروکربن‌های پارافینی با افزایش فشار کمترین تغییر می‌کند و هیدروکربن‌های نفتنیک و آروماتیک کمی بیشتر تغییر می‌کنند. ویسکوزیته فرآورده های نفتی با ویسکوزیته بالا با افزایش فشار بیشتر از ویسکوزیته فرآورده های نفتی با ویسکوزیته پایین افزایش می یابد. هر چه دما بیشتر باشد، ویسکوزیته با افزایش فشار کمتر تغییر می کند.

در فشارهای 500 - 1000 مگاپاسکال، ویسکوزیته روغن ها به قدری افزایش می یابد که خاصیت مایع را از دست داده و به جرم پلاستیک تبدیل می شود.

برای تعیین ویسکوزیته فرآورده های نفتی در فشار بالا، D.E.Mapston فرمول را پیشنهاد کرد:

بر اساس این معادله، D.E Mapston یک نوموگرام ایجاد کرد که برای مثال از مقادیر شناخته شده استفاده می کرد ν 0 و آر، توسط یک خط مستقیم به هم متصل می شوند و قرائت در مقیاس سوم به دست می آید.

ویسکوزیته مخلوط ها

هنگام ترکیب روغن ها، اغلب لازم است که ویسکوزیته مخلوط ها تعیین شود. همانطور که آزمایش‌ها نشان داده‌اند، ویژگی‌های افزودنی فقط در مخلوط‌هایی از دو جزء که از نظر ویسکوزیته بسیار نزدیک هستند، ظاهر می‌شود. هنگامی که تفاوت زیادی در ویسکوزیته فرآورده های نفتی در حال مخلوط کردن وجود دارد، ویسکوزیته معمولا کمتر از مقدار محاسبه شده توسط قانون اختلاط است. ویسکوزیته مخلوط روغن را می توان تقریباً با جایگزینی ویسکوزیته اجزا با مقادیر متقابل آنها محاسبه کرد - تحرک (سیالیت) ψ cm:

برای تعیین ویسکوزیته مخلوط ها می توانید از نوموگرام های مختلف نیز استفاده کنید. پرکاربردترین آنها نوموگرام ASTM و ویسکوزیگرام مولینا-گورویچ هستند. نوموگرام ASTM بر اساس فرمول Walther است. نوموگرام مولینا-گورویچ بر اساس ویسکوزیته های آزمایشی ترکیبی از روغن های A و B، که A دارای ویسکوزیته °ВУ 20 = 1.5، و B دارای ویسکوزیته °ВУ 20 = 60 است، گردآوری شده است. مخلوط در نسبت های مختلف از 0 تا 100٪ (حجم)، و ویسکوزیته مخلوط به صورت تجربی تعیین شد. نوموگرام مقادیر ویسکوزیته را در el نشان می دهد. واحدها و در میلی متر 2 بر ثانیه.

ویسکوزیته گازها و بخارات نفت

ویسکوزیته گازهای هیدروکربنی و بخارات نفت تابع قوانین متفاوتی نسبت به مایعات است. با افزایش دما، ویسکوزیته گازها افزایش می یابد. این الگو به طور رضایت بخشی با فرمول ساترلند توصیف شده است:

فرار (فوگاسیتی) خواص نوری خواص الکتریکی

آب H 2 O یک سیال نیوتنی است و جریان آن با قانون اصطکاک ویسکوز نیوتن توصیف می شود که در معادله آن ضریب تناسب را ضریب ویسکوزیته یا به سادگی ویسکوزیته می نامند.

ویسکوزیته آب به دما بستگی دارد. ویسکوزیته سینماتیکی آب 1.006·10 -6 m 2 / s در دمای 20 درجه سانتیگراد است.

جدول مقادیر ویسکوزیته سینماتیکی آب را بسته به دما در فشار اتمسفر (760 میلی متر جیوه) نشان می دهد. مقادیر ویسکوزیته در محدوده دمایی 0 تا 300 درجه سانتیگراد داده می شود. در دمای آب بالای 100 درجه سانتی گراد، ویسکوزیته سینماتیکی آن در جدول روی خط اشباع نشان داده شده است.

ویسکوزیته سینماتیکی آب هنگام گرم شدن و سرد شدن مقدار خود را تغییر می دهد. با توجه به جدول مشخص است که با افزایش دمای آب، ویسکوزیته سینماتیکی آن کاهش می یابد. اگر ویسکوزیته آب را در دماهای مختلف مثلاً در 0 و 300 درجه سانتی گراد مقایسه کنیم، مشخص می شود که حدود 14 برابر کاهش می یابد. به این معنا که آب با گرم شدن کمتر چسبناک می شود و در صورتی که آب تا حد امکان خنک شود ویسکوزیته بالایی به دست می آید.

مقادیر ضریب ویسکوزیته سینماتیکی در دماهای مختلف برای محاسبه مقدار عدد رینولدز، که مربوط به رژیم جریان خاصی از مایع یا گاز است، ضروری است.

اگر ویسکوزیته آب را با ویسکوزیته سایر سیالات نیوتنی مقایسه کنیم، مثلاً با یا با، آنگاه ویسکوزیته آب کمتر خواهد بود. مایعات آلی کمتر از آب چسبناک هستند - به عنوان مثال بنزن و گازهای مایع، مانند.

ویسکوزیته دینامیکی آب بسته به دما

ویسکوزیته سینماتیکی و دینامیکی از طریق مقدار چگالی به یکدیگر مرتبط هستند. اگر ویسکوزیته سینماتیکی در چگالی ضرب شود، مقدار ضریب ویسکوزیته دینامیکی (یا صرفاً ویسکوزیته دینامیکی) را به دست می آوریم.

ویسکوزیته دینامیکی آب در دمای 20 درجه سانتیگراد 1004·10 -6 Pa·s است.جدول مقادیر ضریب ویسکوزیته دینامیکی آب را بسته به دما در فشار معمولی اتمسفر (760 میلی متر جیوه) نشان می دهد. ویسکوزیته در جدول در دمای 0 تا 300 درجه سانتیگراد نشان داده شده است.

ویسکوزیته دینامیکی با گرم شدن آب کاهش می یابد، آب کمتر چسبناک می شود و وقتی می رسد

قبل از صحبت در مورد خواص آب، ارزش درک مفهوم "آب" را دارد. این مایع شفاف است که در بیشتر موارد رنگ یا بوی خاصی ندارد. هنگامی که آب به چیز دیگری تبدیل می شود، مشتقاتی به نام یخ، برف (حالت جامد) یا بخار (حالت گازی) تشکیل می دهد. اعتقاد بر این است که بیش از 70٪ از سطح سیاره زمین - انواع دریاها و اقیانوس ها، رودخانه ها، دریاچه ها، یخچال های طبیعی و سایر اشیاء هیدرولوژیکی را پوشش می دهد.

آب یک حلال قوی است که در شرایط طبیعی حاوی املاح معدنی فراوان و گازهای مختلف است. اگر در مورد خواص فیزیکی آن صحبت کنیم، بلافاصله به این نکته توجه خواهیم کرد که وقتی یخ ذوب می شود، چگالی آن افزایش می یابد، در حالی که برای سایر مواد فرآیند مشابه دقیقاً برعکس اتفاق می افتد.

ویژگی اصلی آب ویسکوزیته است. ویسکوزیته خود توانایی یک ماده (مایع، گاز یا جامد) برای اعمال مقاومت بین ذرات ماده نسبت به یکدیگر است. این ویژگی می تواند دو نوع باشد - حجمی و مماسی. ویسکوزیته توده ای توانایی یک ماده برای پذیرش نیروی کششی است. زمانی که صدا یا امواج اولتراسونیک در آب منتشر می شود خود را نشان می دهد. ویسکوزیته مماسی با توانایی سیال در مقاومت در برابر نیروی برشی مشخص می شود.

هنگامی که دانشمندان ویسکوزیته آب را مطالعه کردند، مشخص شد که مقاومت ماده در هنگام کشش و برش به سرعت حرکت ذرات در لایه های مختلف مایع بستگی دارد. اگر لایه ای که سریعتر حرکت می کند روی لایه ای که کندتر حرکت می کند عمل کند، نیروی شتاب دهنده ایجاد می شود. اگر همه چیز دقیقا برعکس اتفاق بیفتد، نیروی ترمز شروع به عمل می کند. نیروهای فوق الذکر به صورت مماس به سطوح لایه ها هدایت می شوند.

سوال:

سلام! آیا می توانید به من بگویید، من هیچ جا آن را پیدا نمی کنم، ویسکوزیته آب نمک با چگالی 1.15-1.2 g/cm 3 در دماهای پایین و منفی چقدر است؟ به عنوان مثال در -20 درجه سانتیگراد؟ پیشاپیش از شما متشکرم. روسلان

پاسخ:

سلام، روسلان عزیز!

ضریب ویسکوزیته دینامیکی آب به شدت به دما بستگی دارد، اما تقریبا مستقل از فشار است. مقدار این ضریب برای آب شیرین، به صورت تجربی برای t°С = 0°С، μ = 1.793·10 3 Pa·s به دست آمده است. هنگام محاسبه ضریب ویسکوزیته دینامیکی، از فرمول تجربی Poiseuille استفاده می شود:

μ = 0.000183/(1 + 0.0337t + 0.000221t 2)،
جایی که t دمای آب است.

ضریب ویسکوزیته دینامیکی آب شور کمی با آب شیرین متفاوت است. به عنوان مثال، در t = 20 درجه سانتیگراد و S = 25 ‰ برابر است با 1.052·10-3 Pa·s، و برای آب شیرین - 1.003·10·10-3 Pa·s، یعنی تقریباً 5 درصد بیشتر است.

لازم به ذکر است که بسیاری از فرمول های محاسباتی شامل نسبت ضریب ویسکوزیته دینامیکی μ به چگالی مایع ρ هستند که به آن ضریب ویسکوزیته سینماتیکی (ویسکوزیته سینماتیک) می گویند:
ν = μ/ρ

مقادیر ضرایب ویسکوزیته با افزایش دما به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

ویسکوزیته مایعات را نیز می توان با ویسکومتر تعیین کرد. انواع مختلفی از این دستگاه ها وجود دارد. در ساده ترین ویسکومتر میدانی بر اساس اصل جریان مثلاً محلول آزمایشی با حجم 500 سانتی متر مکعب در قیف ریخته می شود که باید ویسکوزیته آن مشخص شود. دما و زمان جریان از قیف محلول آزمایشی Tr اندازه گیری می شود. سپس آب مقطر در همان دما (معمولاً 20 درجه سانتیگراد) داخل قیف ریخته می شود و زمان انقضای آن T تعیین می شود. نگرش

ویسکوزیته نسبی وجود دارد (برای مایعات چسبناک همیشه بیشتر از 1 است).

ویسکوزیته آب با افزایش دما به طور قابل توجهی کاهش می یابد: به عنوان مثال، هنگامی که دمای آب از 0 تا 100 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، ویسکوزیته حدود 8 برابر کاهش می یابد. در فشار معمولی اتمسفر، جدولی برای تعیین ضریب سینماتیک ویسکوزیته آب بسته به دما تهیه شده است.

مقدار v m2 /s برای آب بسته به دما

درجه سانتی گراد	0	2	4	6	8
0	179	167	157	147	138
10	131	124	117	112	106
20	101	96	92	87	84
30	80	75	72	69	67
40	66	62	60	58	56
50	56	52	51	49	48

علاوه بر این، ویسکوزیته یک مایع به فشار نیز بستگی دارد. در فشارهای تا 2 · 10 7 Pa، تغییر در ویسکوزیته آب ناچیز است و اغلب در محاسبات در نظر گرفته نمی شود.

داده های مرجع در مورد وابستگی ویسکوزیته آب به دما در کتاب های مرجع زیر آورده شده است:
ریوکین اس.ال. خواص ترموفیزیکی آب www.oglibrary.ru/data/demo/6263/62630003.html
فهرست راهنمای شیمیدان Nikolsky B.P. lib.mexmat.ru/books/12114

خواص فیزیکی آب

چگالی آب در دماهای مختلف

درجه حرارت	تراکم
o C	کیلوگرم بر متر 3
0	999,9
5	1000
10	999,7
20	998,2
30	995,7
40	992,2
50	988,1
60	983,2
70	977,8
80	971,8
90	965,3
100	958,4

ویسکوزیته دینامیکی و سینماتیکی آب در دماهای مختلف

درجه حرارت	ویسکوزیته دینامیکی	اصطحکاک جنبشی
o C	(N.c/m2) x 10 -3	(m2/s) x 10 -6
0	1,787	1,787
5	1,519	1,519
10	1,307	1,307
20	1,002	1,004
30	0,798	0,801
40	0,653	0,658
50	0,547	0,658
60	0,467	0,475
70	0,404	0,413
80	0,355	0,365
90	0,315	0,326
100	0,282	0,294

خواص فیزیکی اساسی آب در دماهای مختلف

درجه حرارت	تراکم	ظرفیت گرمایی ویژه، C p	ضریب انبساط خطی حرارتی	شماره پراندتل
o C	کیلوگرم بر متر 3	kJ/(kg.K)	(1/K) x 10 3	-
0	999,9	4,217	-0,07	13,67
20	998,2	4,182	0,207	7,01
40	992,1	4,179	0,385	4,34
60	983,2	4,185	0,523	2,99
80	971,8	4,197	0,643	2,23
100	958,4	4,216	0,752	1,75

تعریف

ویسکوزیتهیکی از انواع پدیده های انتقال نامیده می شود. با خاصیت مواد سیال (گازها و مایعات) برای مقاومت در برابر حرکت یک لایه نسبت به لایه دیگر مرتبط است. این پدیده ناشی از حرکت ذرات تشکیل دهنده ماده است.

ویسکوزیته دینامیکی و ویسکوزیته سینماتیکی وجود دارد.

اجازه دهید حرکت یک گاز با ویسکوزیته را به عنوان حرکت لایه های موازی مسطح در نظر بگیریم. فرض می کنیم که تغییر در سرعت حرکت ماده در جهت محور X اتفاق می افتد که عمود بر جهت سرعت حرکت گاز است (شکل 1).

در جهت محور Y سرعت حرکت در تمام نقاط یکسان است. این بدان معنی است که سرعت تابعی از . در این مورد، مدول نیروی اصطکاک بین لایه‌های گاز (F)، که در واحد سطح عمل می‌کند که دو لایه مجاور را از هم جدا می‌کند، با معادله توصیف می‌شود:

شیب سرعت () در امتداد محور X است. محور X عمود بر جهت حرکت لایه های ماده است (شکل 1).

تعریف

ضریب () موجود در رابطه (1) را ضریب ویسکوزیته دینامیکی (ضریب اصطکاک داخلی) می گویند. بستگی به خواص گاز (مایع) دارد. از نظر عددی برابر با مقدار حرکتی است که در واحد زمان از طریق یک سکوی واحد مساحت با گرادیان سرعت برابر با واحد در جهت عمود بر محل منتقل می شود. یا از نظر عددی برابر با نیرویی است که در واحد سطح با گرادیان سرعت برابر با واحد عمل می کند.

اصطکاک داخلی دلیل نیاز به اختلاف فشار برای جریان گاز (مایع) از طریق لوله است. در این حالت، هرچه ضریب ویسکوزیته ماده بیشتر باشد، اختلاف فشار باید بیشتر باشد تا سرعت جریان معینی ایجاد شود.

ضریب ویسکوزیته سینماتیک معمولاً با نشان داده می شود. برابر است با:

چگالی گاز (مایع) کجاست.

ضریب اصطکاک داخلی گاز

مطابق با تئوری جنبشی گازها، ضریب ویسکوزیته را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد:

که در آن سرعت متوسط ​​حرکت حرارتی مولکول های گاز است و میانگین مسیر آزاد یک مولکول است. بیان (3) نشان می دهد که در فشار کم (گاز کمیاب) ویسکوزیته تقریبا مستقل از فشار است، زیرا اما این نتیجه تا زمانی معتبر است که نسبت مسیر آزاد مولکول به ابعاد خطی ظرف تقریباً برابر با واحد شود. با افزایش دما، ویسکوزیته گازها معمولا افزایش می یابد، زیرا

ضریب ویسکوزیته مایع

با فرض اینکه ضریب ویسکوزیته توسط نیروهای برهمکنش بین مولکول های یک ماده تعیین می شود که به فاصله متوسط ​​بین آنها بستگی دارد، ضریب ویسکوزیته با فرمول تجربی Baczynski تعیین می شود:

جایی که حجم مولی مایع است، A و B ثابت هستند.

ویسکوزیته مایعات با افزایش دما کاهش می یابد و با افزایش فشار افزایش می یابد.

فرمول پوازوی

ضریب ویسکوزیته در فرمولی گنجانده شده است که رابطه بین حجم (V) گازی را که در واحد زمان در بخش لوله جریان می‌یابد و اختلاف فشار مورد نیاز برای این کار را ایجاد می‌کند ():

جایی که طول لوله است، شعاع لوله است.

عدد رینولدز

ماهیت حرکت گاز (مایع) با عدد رینولدز بدون بعد ():

- کمیتی که ابعاد خطی جسمی را که توسط یک مایع (گاز) به اطراف می چرخد ​​مشخص می کند.

واحدهای ضریب ویسکوزیته

واحد اصلی اندازه گیری ضریب ویسکوزیته دینامیکی در سیستم SI عبارت است از:

1Pa c=10 پویز

واحد اصلی اندازه گیری ضریب ویسکوزیته سینماتیکی در سیستم SI عبارت است از:

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش	از نظر دینامیکی ویسکوزیته آب برابر با Pa s است. حداکثر قطر لوله ای که اجازه می دهد جریان آب به صورت آرام باقی بماند، اگر در عرض 1 ثانیه حجمی از آب از سطح مقطع به بیرون جاری شود چقدر است؟
راه حل	شرط آرامی جریان سیال به شکل زیر است: جایی که عدد رینولدز را با استفاده از فرمول پیدا می کنیم: سرعت جریان آب را به صورت زیر می یابیم: در عبارت (1.3) ارتفاع سیلندر آب با حجم است: با توجه به شرط = 1 ثانیه. با جایگزینی سرعت (1.4) به عبارت عدد رینولدز، داریم: چگالی آب در عدد کیلوگرم بر متر مکعب بیایید محاسبات را انجام دهیم و دریافت کنیم:
پاسخ	متر

مثال 2

ورزش	توپی با چگالی و قطر d در مایعی با چگالی با سرعت d شناور می شود. ویسکوزیته سینماتیکی سیال چقدر است؟
راه حل	بیایید یک نقاشی بکشیم.