Kitka vs viskositeetti
Kitka ja viskositeetti ovat aineen kahta ominaisuutta, jotka ovat välttämättömiä aineen käyttäytymisen ymmärtämisessä. On välttämätöntä ymmärtää hyvin viskositeetti ja tiheys, jotta voidaan kuvata suurin osa tapahtumista, jotka tapahtuvat nestedynamiikassa, nestestatiikassa, kiinteässä staatiikassa, kiinteässä dynamiikassa ja melkein kaikissa tekniikan sovelluksissa. Nämä ilmiöt näkyvät jokapäiväisessä elämässä, ja ne on todella helppo ymmärtää, kun otetaan huomioon oikea lähestymistapa. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä kitka ja viskositeetti ovat, niiden määritelmät, yhtäläisyydet, mikä aiheuttaa kitkaa ja viskositeettia, ja lopuksi niiden 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. Voidaan selvästi nähdä, että viskositeetti vaikuttaa aina suuntaan vastustaakseen nesteen virtausta. Viskositeetit jakautuvat nesteen koko tilavuuteen tietyssä dynaamisessa tilassa.
Kitka
Kitka on luultavasti yleisin resistiivinen voima, jonka koemme joka päivä. Kitka johtuu kahden karkean pinnan kosketuksesta. Kitkalla on viisi tilaa; kuiva kitka, joka tapahtuu kahden kiinteän kappaleen välillä, nestekitka, joka tunnetaan myös nimellä viskositeetti, voideltu kitka, jossa kaksi kiinteää ainetta erotetaan nestekerroksella, ihokitka, joka vastustaa liikkuvaa kiinteää ainetta nesteessä, ja sisäinen kitka, joka aiheuttaa kiinteän aineen sisäiset komponentit kitkan tekemiseksi. Termiä "kitka" käytetään kuitenkin yleisimmin kuivakitkan sijasta. Tämä johtuu karkeista mikroskooppisista onteloista kullakin pinnalla, jotka sopivat toisiinsa ja kieltäytyvät liikkumasta. Kahden pinnan välinen kuiva kitka riippuu kitkakertoimesta ja esineeseen vaikuttavaan tasoon nähden normaalista reaktiivisesta voimasta. Kahden pinnan välinen suurin staattinen kitka on vain hieman suurempi kuin dynaaminen kitka.
Mitä eroa kitkan ja viskositeetin välillä on?
• Viskositeetti on itse asiassa kitkan alaluokka, mutta kuivakitkaa esiintyy vain kahden kiinteän pinnan välillä, kun taas viskositeetti esiintyy nesteissä kahden nestekerroksen välillä.
• Dynaamiset ja staattiset olosuhteet määritellään erikseen kuivakitkaisulle. Viskositeetille ei ole staattista tilaa, koska nestemäiset molekyylit ovat aina liikkuvia.
