Viskozita je základnou vlastnosťou tekutín, ktorá opisuje ich odpor voči toku. Pochopenie rozdielu medzi absolútnou viskozitou a kinematickou viskozitou je rozhodujúce pre rôzne odvetvia vrátane ropy, chemikálie a spracovania potravín. Ako popredný dodávateľ viskiséru sa často stretávame s otázkami o týchto dvoch typoch viskozity. V tomto blogovom príspevku sa ponoríme do detailov absolútnej viskozity a kinematickej viskozity, preskúmame, ako sa meria pomocou viskozitelu, a zdôrazňujú ich kľúčové rozdiely.
Čo je absolútna viskozita?
Absolútna viskozita, známa tiež ako dynamická viskozita, je mierou vnútorného odporu tekutiny voči toku. Kvantifikuje silu potrebnú na pohyb jednej vrstvy tekutiny v porovnaní s druhou pri danej rýchlosti. Jednotka SI absolútnej viskozity je Pascal-second (PA · S), hoci Centipoise (CP) sa bežne používa v praktických aplikáciách. Jeden pa · s sa rovná 1000 cp.
Koncept absolútnej viskozity možno ilustrovať pomocou Newtonovho zákona viskozity, ktorý uvádza, že šmykové napätie (τ) medzi susednými vrstvami tekutiny je priamo úmerné gradientu rýchlosti (DU/dy) medzi týmito vrstvami. Matematicky sa dá vyjadriť ako:
τ = µ * (vy/dy)
kde μ je absolútna viskozita tekutiny. Táto rovnica ukazuje, že čím vyššia je absolútna viskozita, tým väčšie je šmykové napätie potrebné na udržanie daného gradientu rýchlosti.
Čo je kinematická viskozita?
Kinematická viskozita je definovaná ako pomer absolútnej viskozity (μ) k hustote (ρ) tekutiny. Je to miera odporu tekutiny voči toku pod vplyvom gravitácie. Jednotka SI kinematickej viskozity je štvorcový meter za sekundu (m²/s), ale bežne používanou jednotkou je Centistoke (CST). Jeden m²/s sa rovná 1 000 000 CST.
Vzťah medzi kinematickou viskozitou (ν), absolútnou viskozitou (μ) a hustotou (ρ) je daný nasledujúcou rovnicou:
n = m / r
Kinematická viskozita poskytuje informácie o tom, ako ľahko môže tekutina prúdiť pod vlastnou hmotnosťou. Je to obzvlášť užitočné v aplikáciách, kde gravitácia hrá významnú úlohu, napríklad v prietoku kvapalín cez potrubia alebo pri mazaní strojov.
Meranie absolútnej a kinematickej viskozity s viskistrom
Viskótory sú nástroje používané na meranie viskozity tekutín. K dispozícii je niekoľko typov visscometerov, z ktorých každý je založený na rôznych princípoch prevádzky. Niektoré bežné typy zahŕňajú rotačné visscometers, kapilárne viskozitore a viskótory padajúcich loptičiek.
Meranie absolútnej viskozity
Na meranie absolútnej viskozity sa bežne používajú rotačné viskozitore. Títo viskozitori pracujú otáčaním vretena alebo bobu v tekutine a meraním krútiaceho momentu potrebného na udržanie konštantnej rýchlosti otáčania. Absolútna viskozita tekutiny sa potom vypočíta na základe nameraného krútiaceho momentu a geometrie vretena alebo bobu.
Na meranie absolútnej viskozity sa môžu použiť aj kapilárne viskozity. V kapilárnom viskóze je tekutina nútená pretekať cez úzku kapilárnu trubicu pod známym tlakom. Meria sa čas potrebný na to, aby tekutina pretekala špecifickou dĺžkou trubice a absolútna viskozita sa vypočíta pomocou Poiseuilleho zákona.
Meranie kinematickej viskozity
Viskítory kapilár sú najpoužívanejšími nástrojmi na meranie kinematickej viskozity. Princíp za kapilárnymi visscometermi je založený na skutočnosti, že prietok tekutiny cez kapilárnu trubicu sa riadi rovnováha medzi gravitačnou silou a viskóznou silou.
V typickom kapilárnom visskometere sa tekutina umiestni vo vertikálnej kapilárnej trubici a meria sa čas potrebný na prietok tekutiny medzi dvoma vyznačenými bodmi. Kinematická viskozita tekutiny sa potom vypočíta pomocou nasledujúcej rovnice:
n = c * t
kde ν je kinematická viskozita, C je viskozimatická konštanta (ktorá závisí od geometrie kapilárnej trubice) a t je čas toku.
Kľúčové rozdiely medzi absolútnou a kinematickou viskozitou
Fyzikálny význam
Hlavný rozdiel medzi absolútnou a kinematickou viskozitou spočíva v ich fyzickom význame. Absolútna viskozita meria vnútorný odpor tekutiny voči prúdu, zatiaľ čo kinematická viskozita berie do úvahy hustotu tekutiny a meria jej odpor voči toku pod vplyvom gravitácie.
Jednotky merania
Absolútna viskozita sa meria v jednotkách Pascal-sekundu (PA · S) alebo Centipoise (CP), zatiaľ čo kinematická viskozita sa meria v jednotkách štvorcového metrov za sekundu (m²/s) alebo Centistoke (CST).
Žiadosti
Absolútna viskozita je relevantnejšia v aplikáciách, v ktorých je hlavným problémom vnútorné trenie tekutiny, napríklad pri formulácii maziva, farieb a lepidiel. Kinematická viskozita sa na druhej strane bežne používa v aplikáciách, kde je dôležitý tok tekutiny pod gravitáciou, napríklad v ropnom priemysle na meranie viskozity surových olejov a rafinovaných výrobkov.
Naše visscometer produkty
Ako dodávateľ visscometer ponúkame širokú škálu visscometerov na meranie absolútnej aj kinematickej viskozity. Naše portfólio produktov zahŕňaPoloautomatický kinematický viskinál,Inteligentný kinematický viskinálaViskial.
Naše semi-automatické kinematické viskistréry sú navrhnuté na ľahké a presné meranie kinematickej viskozity. Vyznačujú sa automatickým funkciám regulácie teploty a načasovania, vďaka čomu sú vhodné na použitie v laboratóriách a priemyselných nastaveniach.
Inteligentní kinematickí visscometers ponúkajú pokročilé funkcie, ako je digitálny displej, automatický výpočet viskozity a ukladanie údajov. Títo visscometers sú ideálne pre vysoko presné aplikácie a výskumné laboratóriá.
Visscometer Engler je tradičný typ viskúry, ktorý sa bežne používa v ropnom priemysle. Meria viskozitu tekutiny vzhľadom na viskozitu vody pri špecifikovanej teplote.
Záver
Záverom možno povedať, že absolútna viskozita a kinematická viskozita sú dve dôležité vlastnosti tekutín, ktoré poskytujú cenné informácie o ich tokovom správaní. Absolútna viskozita meria vnútorný odpor tekutiny voči prúdu, zatiaľ čo kinematická viskozita berie do úvahy hustotu tekutiny a meria jej odpor voči toku pod vplyvom gravitácie.
Viskíny sú základnými nástrojmi na meranie absolútnej aj kinematickej viskozity. Pochopením rozdielov medzi týmito dvoma typmi viskozity a výberom vhodného viskozomeru pre vašu aplikáciu môžete zabezpečiť presné a spoľahlivé merania viskozity.
Ak potrebujete viskýter pre svoje odvetvie alebo výskumné potreby, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali pre viac informácií. Náš tím odborníkov vám rád pomôže pri výbere správneho viskozomeru pre vaše konkrétne požiadavky a prevedie vás procesom obstarávania.
Odkazy
- ASTM D445 - Štandardná testovacia metóda pre kinematickú viskozitu priehľadných a nepriehľadných kvapalín (a výpočet dynamickej viskozity)
- ASTM D2196 - Štandardné testovacie metódy pre reologické vlastnosti newtonovských materiálov rotačným viskozitelom
- Barnes, Ha, Hutton, JF a Walters, K. (1989). Úvod do reológie. Elsevier Science Publishers.
