Вязкость жидкости

Что такое вязкость жидкости

Причина возникновения этого явления — сопротивление молекул жидкости относительно друг друга при движении. Это внутреннее трение, возникающее между частицами в процессе их перемещения.

Его сила имеет зависимость от нескольких факторов:

• температуры жидкости;
• скорости движения;
• времени;
• химического состава.

Разновидности вязкости

Динамическая (абсолютная) вязкость, а точнее её коэффициент ƞ, вычисляется с помощью формулы:

\(\eta\;=\;r\;/\;(dv/dr)\)

Где r — сила вязкого сопротивления между соседними слоями жидкости, направленная вдоль их поверхности, а \(dv/dr\) — градиент их относительной скорости, взятый по направлению, перпендикулярному к направлению движения.

Размеренность динамической вязкости ML^-1T^-1, ее единицей в системе СГС служит пуаз (пз) = 1г/см*сек=1дин*сек/см²=100 сантипуазам (спз).

Пуаз показывает изменение потерь давления за определённое время. При увеличении температуры динамическая вязкость уменьшается. 

Кинематическая вязкость зависит от плотности вещества. Она рассчитывается по формуле:

\( v=\frac{\eta}{P}\)

Где p — плотность вещества, η — динамическая вязкость.

Величиной измерения кинематической вязкости считаются сантистоксы (сСт). Их можно перевести в стандартную систему измерения следующим образом: 1 сСт = 1 мм²/c = 10⁻⁶ м²/c.

Методы измерения

Существует четыре способа измерения коэффициента вязкости:

1. Вибрационный. Специальный прибор — вискозиметр — погружают в исследуемую среду. Показателем вязкости будет частота вибраций зонда, погруженного в жидкость.
2. Ротационный. Ротационный вискозиметр определяет величину вязкости с помощью определения вращающего момента цилиндрических роторов, опущенных в образец жидкости. Величина вязкости пропорциональна вращающему моменту.
3. Капиллярный. Вискозиметр представляет собой колбу, через которую за определенное время протекает исследуемая жидкость. Разница давлений на концах трубки определяет величину вязкости жидкости.
4. Метод падающего шарика или метод Стокса. В вискозиметр с жидкостью опускают цилиндрический или круглый предмет. Время, за которое шарик достиг определённой отметки внутри вискозиметра будет показывать вязкость воды. При этом плотность и объем самого объекта заранее известны.

Понятие вязкости жидкости широко применяется в медицине, перерабатывающей промышленности, в лабораторных исследованиях.