Viskositeetti vs. kinemaattinen viskositeetti Dynaaminen viskositeetti, absoluuttinen viskositeetti
Viskositeetti on erittäin tärkeä parametri, josta keskustellaan nestemekaniikassa. Viskositeetilla ja kinemaattisella viskositeetilla on monenlaisia sovelluksia esimerkiksi nestedynamiikassa, nestemekaniikassa, aerodynamiikassa, kemiassa ja jopa lääketieteessä. Viskositeetin ja kinemaattisen viskositeetin käsitteiden hyvä tuntemus vaaditaan ylivoimaiseksi yllä mainituilla kentillä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä viskositeetti ja kinemaattinen viskositeetti ovat, niiden määritelmät, viskositeetin ja kinemaattisen viskositeetin sovellukset, kinemaattisen viskositeetin ja viskositeetin samankaltaisuudet ja lopuksi erot.
Viskositeetti
Viskositeetti määritellään nesteen vastuksen mittana, jota muodonmuutos tapahtuu joko leikkausjännityksestä tai vetojännityksestä. Yleisemmillä sanoilla viskositeetti on nesteen "sisäinen kitka". Sitä kutsutaan myös nesteen paksuudeksi. Viskositeetti on yksinkertaisesti kitka kahden nestekerroksen välillä, kun nämä kaksi kerrosta liikkuvat toistensa suhteen. Sir Isaac Newton oli nestemekaniikan edelläkävijä. Hän oletti, että Newtonin nesteelle kerrosten välinen leikkausjännitys on verrannollinen nopeusgradienttiin kerroksiin kohtisuorassa suunnassa. Tässä käytetty suhteellinen vakio (suhteellisuuskerroin) on nesteen viskositeetti. Viskositeetti on yleensä merkitty kreikkalaisella kirjaimella”µ”. Nesteen viskositeetti voidaan mitata viskosimetreillä ja reometreillä. Viskositeetin yksiköt ovat Pascal-sekuntia tai Nm-2 s. Cgs-järjestelmä käyttää Jean Louis Marie Poiseuillen nimettyä yksikköä “poise” viskositeetin mittaamiseen. Nesteen viskositeetti voidaan mitata myös useilla kokeilla. Nesteen viskositeetti riippuu lämpötilasta. Viskositeetti laskee lämpötilan noustessa.
τ = μ (∂u / ∂y)
Viskositeettiyhtälöt ja mallit ovat hyvin monimutkaisia muille kuin Newtonin nesteille. Viskositeettia on kaksi päämuotoa. Ne ovat nimittäin dynaaminen viskositeetti ja kinemaattinen viskositeetti. Dynaaminen viskositeetti tunnetaan myös absoluuttisena viskositeettina. Dynaaminen viskositeetti on yleinen viskositeetin mittaus, jota käytetään useimmissa laskelmissa. Tätä merkitään joko u tai ɳ. Dynaamisen viskositeetin SI-yksikkö on Pascal-sekuntia. Jos neste, jonka viskositeetti on 1 Pascal sekuntia, asetetaan kahden levyn väliin ja yksi levy työnnetään sivuttain 1 Pascalin leikkausjännityksellä, se liikkuu levyjen välisen kerroksen paksuuden verran yhtä sekunnissa.
Kinemaattinen viskositeetti
Joissakin tapauksissa nesteen inertiavoima on tärkeä myös viskositeetin mittauksessa. Nesteen inertiavoima riippuu nesteen tiheydestä. Siksi määritetään uusi termi, nimeltään kinemaattinen viskositeetti, tällaisten laskelmien helpottamiseksi. Kinemaattinen viskositeetti määritellään dynaamisen viskositeetin ja nesteen tiheyden suhteena. Kinemaattista viskositeettia kutsutaan termillä ν (kreikkalainen kirjain nu). Kinemaattisella viskositeetilla on metriyksiköt jaettuna sekunteina. Yksikköstoketta käytetään myös kinemaattisen viskositeetin mittaamiseen.
Mitä eroa on viskositeetin ja kinemaattisen viskositeetin välillä?
• Termi viskositeetti viittaa yleensä sekä dynaamiseen viskositeettiin että kinemaattiseen viskositeettiin.
• Dynaaminen viskositeetti on riippumaton nesteen tiheydestä, mutta kinemaattinen viskositeetti riippuu nesteen tiheydestä.
• Kinemaattinen viskositeetti on yhtä suuri kuin dynaaminen viskositeetti jaettuna nesteen tiheydellä.
