Lepkość charakteryzuje zdolność gazów lubciecze tworzą opór pomiędzy poruszającymi się względem siebie warstwami płynnych (nie stałych) ciał. Oznacza to, że wartość ta odpowiada sile tarcia wewnętrznego (termin angielski: lepkość), wynikającej z ruchu gazu lub cieczy. Dla różnych ciał będzie inaczej, ponieważ zależy to od ich natury. Na przykład woda ma niską lepkość w porównaniu z miodem, którego lepkość jest znacznie wyższa. Tarcie wewnętrzne lub płynność substancji stałych (masowych) charakteryzuje się właściwościami reologicznymi.
Słowo lepkość pochodzi od łacińskiego słowaViscum, co oznacza jemiołą. Związany jest z klejem ptasim, który został wykonany z jagód jemioły i służy do łowienia ptaków. Gałęzie drzew rozsypano materiałem klejącym, a ptaki, siedząc na nich, stały się łatwym łupem dla ludzi.
Czym jest lepkość? Jednostki miary tej cechy zostaną podane, jak zwykle, w układzie SI, jak również w innych jednostkach poza systemem.
Isak Newton ustanowił podstawowe prawo w 1687 rokuprzepływy ciał ciekłych i gazowych: F = ƞ • {(v2 - v1) / (z2 - z1)} • S. W tym przypadku F jest (styczną) siłą, która powoduje przesunięcie warstw poruszającego się ciała. Stosunek (v2 - v1) / (z2 - z1) pokazuje szybkość zmiany natężenia przepływu cieczy lub gazu podczas przejścia z jednej ruchomej warstwy do drugiej. Nazywa się to również gradientem natężenia przepływu lub szybkością ścinania. Wartość S to powierzchnia (w przekroju) przepływu poruszającego się ciała. Współczynnik proporcjonalności ƞ jest dynamicznym współczynnikiem lepkości danego korpusu. Odwrotna wartość j = 1 / ƞ oznacza płynność. Siłę działającą na jednostkę powierzchni (w przekroju) przepływu można obliczyć ze wzoru: µ = F / S. Jest to lepkość bezwzględna lub dynamiczna. Jego jednostki w układzie SI są wyrażane jako paskale na sekundę.
Lepkość jest najważniejszym czynnikiem fizycznym i chemicznymcharakterystyczne dla wielu substancji. Jego wartość jest brana pod uwagę przy projektowaniu i eksploatacji rurociągów i aparatów, w których występuje ruch (na przykład, jeśli są one używane do pompowania) medium ciekłego lub gazowego. Może to być ropa naftowa, gaz lub ich produkty, stopiony żużel lub szkło itp. W wielu przypadkach lepkość jest jakościową charakterystyką półproduktów i wyrobów gotowych różnych gałęzi przemysłu, ponieważ bezpośrednio zależy od struktury substancji i wskazuje na stan fizykochemiczny materiału oraz zmiany technologiczne. Często do oszacowania wartości oporu na odkształcenie lub odpływ stosuje się nie dynamiczną, ale kinematyczną lepkość, której jednostki w układzie SI wyrażane są w metrach kwadratowych na sekundę. Lepkość kinematyczna (oznaczona jako ν) to stosunek lepkości dynamicznej (µ) do gęstości ośrodka (ρ): v = µ / ρ.
Lepkość kinematyczna jest właściwością fizykochemiczną materiału, wykazującą jego odporność na przepływ pod wpływem sił grawitacyjnych.
W jednostkach SI lepkość kinematyczna jest zapisywana jako m2 / s.
W systemie CGS lepkość jest mierzona w Stokesach (St) lub Centistokes (cSt).
Jest między tymi jednostkaminastępująca zależność: 1 St = 10-4 m2 / s, następnie 1 cSt = 10-2 St = 10-6 m2 / s = 1 mm2 / s. Często dla lepkości kinematycznej stosuje się inną niesystemową jednostkę miary - są to stopnie Englera, których przeliczenie na Stokesa można przeprowadzić według wzoru empirycznego: v = 0,073oE - 0,063 / oE lub zgodnie z stół.
Aby przekonwertować systemowe jednostki lepkości dynamicznej na jednostki spoza systemu, możesz użyć równości: 1 Pa • s = 10 puazów. Krótkie oznaczenie jest napisane: P.
Typowe jednostki miary lepkości cieczyreguluje dokumentacja regulacyjna wyrobu gotowego (handlowego) lub regulacje technologiczne półproduktu wraz z dopuszczalnym zakresem zmienności tej cechy jakościowej oraz błędem jej pomiaru.
Do oznaczania lepkości w laboratorium lubwarunki pracy wykorzystują wiskozymetry o różnych konstrukcjach. Mogą być obrotowe, z kulką, kapilarne, ultradźwiękowe. Zasada pomiaru lepkości w wiskozymetrze z kapilarą szklaną polega na określeniu czasu przepływu cieczy przez skalibrowaną kapilarę o określonej średnicy i długości, przy czym należy uwzględnić stałą wiskozymetru. Ponieważ lepkość materiału zależy od temperatury (wraz ze wzrostem będzie się zmniejszać, co wyjaśnia teoria kinetyki molekularnej w wyniku przyspieszenia chaotycznego ruchu i interakcji cząsteczek), dlatego próbkę należy przechowywać przez pewien czas w określonej temperaturze, aby uśrednić tę ostatnią w całej objętości próbki. Istnieje kilka znormalizowanych metod badania lepkości, ale najczęstszą jest międzystanowa norma GOST 33-2000, na podstawie której określa się lepkość kinematyczną, jednostkami miary w tym przypadku są mm2 / s (cSt), a lepkość dynamiczna jest ponownie obliczana jako iloczyn lepkości kinematycznej i gęstości.
