Kinemaattinen vs. dynaaminen viskositeetti
Dynaaminen viskositeetti ja kinemaattinen viskositeetti ovat kaksi tärkeää käsitettä nestedynamiikassa. Näillä kahdella käsitteellä on monenlaisia sovelluksia esimerkiksi nestedynamiikassa, nestemekaniikassa, aerodynamiikassa, kemiassa ja jopa lääketieteessä. Dynaamisen viskositeetin ja kinemaattisen viskositeetin käsitteiden ymmärtäminen edellyttää hyvää tuntemista yllä olevilla kentillä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä dynaaminen viskositeetti ja kinemaattinen viskositeetti ovat, niiden määritelmät, dynaamisen ja kinemaattisen viskositeetin sovellukset, kinemaattisen viskositeetin ja dynaamisen viskositeetin yhtäläisyydet ja lopuksi erot.
Mikä on dynaaminen viskositeetti?
Dynaamisen viskositeetin käsitteen ymmärtämiseksi tarvitaan yleinen ajatus viskositeetin kentästä. Viskositeetti määritellään deformoituvan nesteen vastuksen mittana joko leikkausjännityksellä tai vetojännityksellä. 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 yksikkö on Pascal-sekuntia (tai Nm-2 s). Cgs-järjestelmä käyttää Jean Louis Marie Poiseuillen nimettyä Poise-yksikköä viskositeetin mittaamiseen. 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 kahden levyn väliin asetetaan neste, jonka viskositeetti on 1 Pascal sekuntia, ja yksi levy työnnetään sivuttain 1 Pascalin leikkausjännityksellä, se siirtää levyn välisen kerroksen paksuuden verran etäisyyttä 1 sekunnissa.
Mikä on kinemaattinen viskositeetti?
Joissakin tapauksissa nesteen inertiavoima on myös merkittävä viskositeetin mittauksen suhteen. 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. Stoke-yksikköä käytetään myös kinemaattisen viskositeetin mittaamiseen.
Mikä on ero kinemaattisen viskositeetin ja dynaamisen viskositeetin välillä?
• Dynaaminen viskositeetti on riippumaton nesteen tiheydestä, mutta kinemaattinen viskositeetti riippuu nesteen tiheydestä.
• Kinemaattinen viskositeetti on yhtä suuri kuin dynaaminen viskositeetti jaettuna nesteen tiheydellä.
