Viskoossuse ja kinemaatilise viskoossuse erinevus

Viskoossus vs kinemaatiline viskoossus | Dünaamiline viskoossus, absoluutne viskoossus
 

Viskoossus on väga oluline parameeter, mida arutatakse vedeliku mehaanikas. Viskoossusel ja kinemaatilisel viskoossusel on mitmesuguseid rakendusi sellistes valdkondades nagu vedeliku dünaamika, vedeliku mehaanika, aerodünaamika, keemia ja isegi arstiteadus. Eespool nimetatud valdkondade silma paistmiseks on vaja head arusaamist viskoossuse ja kinemaatilise viskoossuse mõistetest. Selles artiklis käsitleme, mis on viskoossus ja kinemaatiline viskoossus, nende määratlused, viskoossuse ja kinemaatilise viskoossuse rakendused, kinemaatilise viskoossuse ja viskoossuse sarnasused ja lõpuks erinevused.

Viskoossus

Viskoossus on vedeliku takistuse mõõt, mida deformeerub kas nihkepinge või tõmbepinge tõttu. Tavalisemalt öeldes on viskoossus vedeliku sisemine hõõrdumine. Seda nimetatakse ka vedeliku paksuseks. Viskoossus on lihtsalt vedeliku kahe kihi vaheline hõõrdumine, kui need kaks kihti üksteise suhtes liiguvad. Sir Isaac Newton oli vedelike mehaanika pioneer. Ta postuleeris, et Newtoni vedeliku korral on kihtide vaheline nihkepinge võrdeline kihtide suhtes risti asetseva kiiruse gradiendiga. Siin kasutatud proportsionaalne konstant (proportsionaalsustegur) on vedeliku viskoossus. Viskoossust tähistatakse tavaliselt kreeka tähega “µ”. Vedeliku viskoossust saab mõõta viskosimeetrite ja reomeetrite abil. Viskoossuse ühikud on Pascal-sekundid või Nm^-2s. Cgs-süsteem kasutab viskoossuse mõõtmiseks ühikut “poise”, mis sai nime Jean Louis Marie Poiseuille järgi. Vedeliku viskoossust saab mõõta ka mitme katsega. Vedeliku viskoossus sõltub temperatuurist. Viskoossus väheneb temperatuuri tõustes.

τ = μ (∂u / ∂y)

Viskoossusvõrrandid ja mudelid on mitte-Newtoni vedelike jaoks väga keerulised. Viskoossusel on kaks peamist vormi. Need on nimelt dünaamiline viskoossus ja kinemaatiline viskoossus. Dünaamilist viskoossust nimetatakse ka absoluutseks viskoossuseks. Dünaamiline viskoossus on üldise viskoossuse mõõtmine, mida kasutatakse enamikus arvutustes. Seda tähistatakse kas µ või ɳ. Dünaamilise viskoossuse SI ühik on Pascal sekundit. Kui kahe plaadi vahele pannakse vedelik, mille viskoossus on 1 Pascal, ja üks plaat lükatakse küljele nihkepingega 1 Pascal, liigub see vahemaa, mis on võrdne kihi paksusega plaatide vahel, ühe sekundiga.

Kinemaatiline viskoossus

Mõnel juhul on viskoossuse mõõtmisel oluline ka vedeliku inertsjõud. Vedeliku inertsjõud sõltub vedeliku tihedusest. Seetõttu on selliste arvutuste hõlbustamiseks määratletud uus termin, mida nimetatakse kinemaatiliseks viskoossuseks. Kinemaatilist viskoossust määratletakse dünaamilise viskoossuse ja vedeliku tiheduse suhtena. Kinemaatilist viskoossust tähistatakse terminiga ν (kreeka täht nu). Kinemaatilise viskoossuse korral on meetrite ühikud jagatud sekunditega. Ühikupesa kasutatakse ka kinemaatilise viskoossuse mõõtmiseks.