ความหนืดคืออะไร หน่วยความหนืด

ความหนืดเป็นตัวกำหนดความสามารถของก๊าซหรือของเหลวสร้างความต้านทานระหว่างชั้นของของเหลว (ไม่แข็ง) วัตถุที่เคลื่อนที่สัมพันธ์กัน นั่นคือค่านี้สอดคล้องกับแรงเสียดทานภายใน (ศัพท์ภาษาอังกฤษ: ความหนืด) ที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของก๊าซหรือของเหลว มันจะแตกต่างกันสำหรับร่างกายที่แตกต่างกันเพราะมันขึ้นอยู่กับธรรมชาติของมัน ตัวอย่างเช่น น้ำมีความหนืดต่ำเมื่อเทียบกับน้ำผึ้งซึ่งมีความหนืดสูงกว่ามาก แรงเสียดทานภายในหรือความลื่นไหลของสารที่เป็นของแข็ง (การไหลแบบอิสระ) มีลักษณะเฉพาะตามลักษณะทางรีโอโลยี

ความหนืดของคำมาจากคำภาษาละติน theViscum ซึ่งหมายถึงมิสเซิลโท นี่เป็นเพราะกาวนกซึ่งทำมาจากผลเบอร์รี่มิสเซิลโทและใช้จับนก กิ่งก้านของต้นไม้ถูกทาด้วยกาว และนกที่เกาะอยู่บนนั้นก็กลายเป็นเหยื่อของมนุษย์

ความหนืดคืออะไร? หน่วยของคุณลักษณะนี้จะได้รับตามธรรมเนียมในระบบ SI เช่นเดียวกับในหน่วยที่ไม่ใช่ระบบอื่นๆ

Isak Newton ได้ก่อตั้งกฎพื้นฐานขึ้นในปี 1687การไหลของของเหลวและวัตถุที่เป็นก๊าซ: F = ƞ • {(v2 - v1) / (z2 - z1)} • S. ในกรณีนี้ F คือแรง (สัมผัส) ที่ทำให้ชั้นของวัตถุเคลื่อนที่เปลี่ยนไป อัตราส่วน (v2 - v1) / (z2 - z1) แสดงอัตราการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลของของเหลวหรือก๊าซระหว่างการเปลี่ยนจากชั้นที่เคลื่อนที่หนึ่งไปยังอีกชั้นหนึ่ง เรียกอีกอย่างว่าอัตราการไหลไล่ระดับหรืออัตราเฉือน ปริมาณ S คือพื้นที่ (ในส่วนตัดขวาง) ของการไหลของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วน ƞ คือค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของร่างกายที่กำหนด ปริมาณผกผัน j = 1 / ƞ คือความลื่นไหล แรงที่กระทำต่อหน่วยพื้นที่ (ในส่วนตัดขวาง) ของการไหลสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร: µ = F / S นี่คือความหนืดสัมบูรณ์หรือแบบไดนามิก หน่วยในระบบ SI แสดงเป็นปาสกาลต่อวินาที

ความหนืดเป็นสิ่งสำคัญที่สุดทางเคมีกายภาพลักษณะของสารหลายชนิด คุณค่าของมันถูกนำมาพิจารณาในการออกแบบและการทำงานของท่อและอุปกรณ์ซึ่งมีการเคลื่อนไหวเกิดขึ้น (เช่น หากใช้สำหรับสูบน้ำ) ของเหลวหรือก๊าซ อาจเป็นน้ำมัน ก๊าซหรือผลิตภัณฑ์ ตะกรันหลอมเหลวหรือแก้ว เป็นต้น ในหลายกรณี ความหนืดเป็นคุณสมบัติเชิงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นกลางและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมันขึ้นอยู่กับโครงสร้างของสารโดยตรงและแสดงสถานะทางเคมีกายภาพของวัสดุและการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยี บ่อยครั้งในการประเมินค่าความต้านทานต่อการเสียรูปหรือการไหลออกไม่ใช่ไดนามิก แต่ใช้ความหนืดจลนศาสตร์หน่วยวัดซึ่งในระบบ SI จะแสดงเป็นตารางเมตรต่อวินาที ความหนืดจลนศาสตร์ (แสดงโดย ν) คืออัตราส่วนของความหนืดไดนามิก (µ) ต่อความหนาแน่นของตัวกลาง (ρ): v = µ / ρ

ความหนืดจลนศาสตร์เป็นคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของวัสดุ ซึ่งแสดงความสามารถในการต้านทานการไหลภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง

ในหน่วย SI ความหนืดจลนศาสตร์จะถูกบันทึกเป็น m2 / s

ในระบบ CGS ความหนืดจะวัดเป็น Stokes (St) หรือ Centistokes (cSt)

ระหว่างหน่วยเหล่านี้มีความสัมพันธ์ต่อไปนี้: 1 St = 10-4 m2 / s จากนั้น 1 cSt = 10-2 St = 10-6 m2 / s = 1 mm2 / s บ่อยครั้งสำหรับความหนืดจลนศาสตร์จะใช้หน่วยการวัดอื่นที่ไม่ใช่ระบบ - นี่คือองศาของ Engler ซึ่งสามารถแปลงเป็นสโต๊คได้โดยใช้สูตรเชิงประจักษ์: v = 0.073oE - 0.063 / oE หรือตามตาราง

ในการแปลงหน่วยระบบของความหนืดไดนามิกเป็นหน่วยนอกระบบ คุณสามารถใช้ความเท่าเทียมกันได้: 1 Pa • s = 10 ชั่ง ชื่อสั้นเขียนว่า: P.

หน่วยวัดความหนืดของของเหลวทั่วไปได้รับการควบคุมโดยเอกสารกำกับดูแลสำหรับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป (เชิงพาณิชย์) หรือข้อบังคับทางเทคโนโลยีสำหรับผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง ร่วมกับช่วงการเปลี่ยนแปลงที่อนุญาตของคุณลักษณะคุณภาพนี้ ตลอดจนข้อผิดพลาดในการวัด

สำหรับกำหนดความหนืดในห้องปฏิบัติการหรือสภาพการทำงานใช้เครื่องวัดความหนืดแบบต่างๆ พวกเขาสามารถหมุนด้วยลูกบอลเส้นเลือดฝอยอัลตราโซนิก หลักการของการวัดความหนืดในเครื่องวัดความหนืดของเส้นเลือดฝอยแก้วนั้นขึ้นอยู่กับกำหนดเวลาของการไหลของของเหลวผ่านเส้นเลือดฝอยที่สอบเทียบแล้วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวที่แน่นอน ในขณะที่ต้องคำนึงถึงค่าคงที่ของเครื่องวัดความหนืดด้วย เนื่องจากความหนืดของวัสดุขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (เมื่อเพิ่มขึ้นจะลดลงซึ่งอธิบายโดยทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของโมเลกุลซึ่งเป็นผลมาจากการเร่งความเร็วของการเคลื่อนที่ที่วุ่นวายและปฏิกิริยาของโมเลกุล) ดังนั้นจึงต้องเก็บตัวอย่างทดสอบไว้บางส่วน ที่อุณหภูมิหนึ่งเพื่อเฉลี่ยช่วงหลังของปริมาตรตัวอย่างทั้งหมด มีหลายวิธีที่เป็นมาตรฐานสำหรับการทดสอบความหนืด แต่ที่พบมากที่สุดคือมาตรฐานระหว่างรัฐ GOST 33-2000 บนพื้นฐานของการกำหนดความหนืดจลนศาสตร์หน่วยของการวัดในกรณีนี้คือ mm2 / s (cSt) และ ความหนืดไดนามิกคำนวณใหม่เป็นผลคูณของความหนืดและความหนาแน่นของจลนศาสตร์