Το ιξώδες χαρακτηρίζει την ικανότητα των αερίων ήτα υγρά δημιουργούν αντίσταση μεταξύ της μετακίνησης σε σχέση με τα άλλα στρώματα υγρών (μη στερεών) σωμάτων. Δηλαδή, αυτή η τιμή αντιστοιχεί στη δύναμη της εσωτερικής τριβής (αγγλικός όρος: ιξώδες), που προκύπτει από την κίνηση αερίου ή υγρού. Για διαφορετικούς οργανισμούς, θα είναι διαφορετικό, καθώς εξαρτάται από τη φύση τους. Για παράδειγμα, το νερό έχει χαμηλό ιξώδες σε σύγκριση με το μέλι, του οποίου το ιξώδες είναι πολύ υψηλότερο. Η εσωτερική τριβή ή ρευστότητα των στερεών (χύδην) ουσιών χαρακτηρίζεται από ρεολογικά χαρακτηριστικά.
Η λέξη ιξώδες προέρχεται από τη λατινική λέξηViscum, που σημαίνει γκι. Συνδέεται με κόλλα πουλιών, το οποίο κατασκευάστηκε από μούρα γκι και χρησιμοποιήθηκε για την αλίευση πτηνών. Τα κλαδιά των δέντρων απλώθηκαν με κολλητικό υλικό και τα πουλιά, καθισμένα πάνω τους, έγιναν εύκολη λεία για τον άνθρωπο.
Τι είναι το ιξώδες; Οι μονάδες αυτού του χαρακτηριστικού θα δοθούν, όπως είναι συνηθισμένο, στο σύστημα SI, καθώς και σε άλλες μη συστημικές μονάδες.
Ο Isaac Newton το 1687 θέσπισε τον βασικό νόμοροή υγρών και αέριων σωμάτων: F = ƞ • {(v2 - v1) / (z2 - z1)} • S. Στην περίπτωση αυτή, F είναι η δύναμη (εφαπτομενική) που προκαλεί τη μετατόπιση των στρωμάτων του κινούμενου σώματος. Ο λόγος (v2 - v1) / (z2 - z1) υποδεικνύει την ταχύτητα της μεταβολής του ρυθμού ροής ενός υγρού ή αερίου όταν μετακινείται από ένα κινούμενο στρώμα σε άλλο. Διαφορετικά ονομάζεται κλίση της ταχύτητας ροής ή της ταχύτητας διάτμησης. Η τιμή του S είναι η περιοχή (σε διατομή) της ροής ενός κινούμενου σώματος. Ο συντελεστής αναλογικότητας, ƞ, είναι ο συντελεστής ιξώδους του δυναμικού σώματος. Η τιμή, η αντίστροφη j = 1 /, είναι η ρευστότητα. Η δύναμη που ασκείται ανά μονάδα επιφάνειας (σε διατομή) της ροής μπορεί να υπολογιστεί με τον τύπο: μ = F / S. Αυτό είναι το απόλυτο ή δυναμικό ιξώδες. Οι μονάδες του στο σύστημα SI εκφράζονται ως pascal για ένα δευτερόλεπτο.
Το ιξώδες είναι το πιο σημαντικό φυσικό και χημικόχαρακτηριστικό πολλών ουσιών. Η τιμή του λαμβάνεται υπόψη στο σχεδιασμό και τη λειτουργία αγωγών και συσκευών στις οποίες συμβαίνει κίνηση (για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιούνται για άντληση) υγρού ή αερίου μέσου. Μπορεί να είναι λάδι, αέριο ή τα προϊόντα τους, λιωμένη σκωρία ή γυαλί κ.λπ. Σε πολλές περιπτώσεις, το ιξώδες είναι ένα ποιοτικό χαρακτηριστικό των ημιτελών προϊόντων και των τελικών προϊόντων διαφόρων βιομηχανιών, καθώς εξαρτάται άμεσα από τη δομή της ουσίας και δείχνει τη φυσικοχημική κατάσταση του υλικού και τις αλλαγές στην τεχνολογία. Συχνά, για να εκτιμηθεί η τιμή της αντίστασης σε παραμόρφωση ή εκροή, δεν είναι δυναμική, αλλά χρησιμοποιείται κινηματικό ιξώδες, οι μονάδες μέτρησης των οποίων στο σύστημα SI εκφράζονται σε τετραγωνικά μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Το κινηματικό ιξώδες (που υποδηλώνεται με ν) είναι ο λόγος του δυναμικού ιξώδους (μ) προς την πυκνότητα του μέσου (ρ): v = μ / ρ.
Το κινηματικό ιξώδες είναι ένα φυσικό και χημικό χαρακτηριστικό ενός υλικού, που δείχνει την ικανότητά του να αντιστέκεται στη ροή υπό την επίδραση των βαρυτικών δυνάμεων.
Σε μονάδες SI, το κινηματικό ιξώδες καταγράφεται ως m2 / s.
Στο σύστημα CGS, το ιξώδες μετράται σε Stokes (St) ή centistokes (cSt).
Μεταξύ αυτών των μονάδων μέτρησης υπάρχειη ακόλουθη σχέση: 1 St = 10-4 m2 / s, τότε 1 cSt = 10-2 St = 10-6 m2 / s = 1 mm2 / s. Συχνά, για κινηματικό ιξώδες, χρησιμοποιείται μια άλλη μη συστημική μονάδα μέτρησης - αυτοί είναι βαθμοί Engler, οι οποίοι μπορούν να μετατραπούν σε Stokes χρησιμοποιώντας τον εμπειρικό τύπο: v = 0,073oE - 0,063 / oE ή σύμφωνα με τον πίνακα.
Για να μετατρέψετε τις μονάδες συστήματος δυναμικού ιξώδους σε μονάδες εκτός συστήματος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ισότητα: 1 Pa • s = 10 poise. Η σύντομη ονομασία είναι γραμμένη: P.
Τυπικές μονάδες μέτρησης για ιξώδες υγρούρυθμίζονται από την κανονιστική τεκμηρίωση για το τελικό (εμπορικό) προϊόν ή από τους τεχνολογικούς κανονισμούς για το ενδιάμεσο προϊόν, μαζί με το επιτρεπόμενο εύρος παραλλαγής αυτού του χαρακτηριστικού ποιότητας, καθώς και με το σφάλμα της μέτρησής του.
Για τον προσδιορισμό του ιξώδους στο εργαστήριο ήοι συνθήκες εργασίας χρησιμοποιούν ιξωδόμετρα διαφόρων σχεδίων. Μπορούν να είναι περιστροφικά, με μπάλα, τριχοειδή, υπερήχους. Η αρχή της μέτρησης του ιξώδους σε ένα γυάλινο τριχοειδές ιξωδόμετρο βασίζεται στον προσδιορισμό του χρόνου ροής του υγρού μέσω ενός βαθμονομημένου τριχοειδούς μιας συγκεκριμένης διαμέτρου και μήκους, ενώ η σταθερά του ιξωδόμετρου πρέπει να ληφθεί υπόψη. Δεδομένου ότι το ιξώδες του υλικού εξαρτάται από τη θερμοκρασία (καθώς αυξάνεται, θα μειωθεί, η οποία εξηγείται από τη μοριακή-κινητική θεωρία ως αποτέλεσμα της επιτάχυνσης της χαοτικής κίνησης και της αλληλεπίδρασης των μορίων), επομένως, το δείγμα δοκιμής πρέπει να είναι διατηρείται για κάποιο χρονικό διάστημα σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία για να μετρηθεί ο τελευταίος σε ολόκληρο τον όγκο του δείγματος. Υπάρχουν αρκετές τυποποιημένες μέθοδοι για τον έλεγχο του ιξώδους, αλλά η πιο συνηθισμένη είναι το διακρατικό πρότυπο GOST 33-2000, βάσει του οποίου καθορίζεται το κινηματικό ιξώδες, οι μονάδες μέτρησης στην περίπτωση αυτή είναι mm2 / s (cSt) και Το δυναμικό ιξώδες υπολογίζεται εκ νέου ως προϊόν του κινηματικού ιξώδους και της πυκνότητας.
