Ιξώδες και Πυκνότητα

Η αντίσταση ενός ρευστού (υγρού ή αερίου) σε αλλαγή σχήματος ή κίνηση γειτονικών τμημάτων μεταξύ τους ονομάζεται ιξώδες. Ο όρος "ιξώδες" αναφέρεται στην αντίσταση στη ροή.

Η μάζα μιας υλικής ουσίας ανά μονάδα όγκου ονομάζεται Πυκνότητα. Η πυκνότητα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο d=M/V, όπου d αντιπροσωπεύει την πυκνότητα, M είναι μάζα και V είναι όγκος. Η πυκνότητα μιας ουσίας εκφράζεται συνήθως σε γραμμάρια ανά cm. Το νερό, για παράδειγμα, έχει πυκνότητα 1 γραμμάριο ανά κυβικό εκατοστό, αλλά η πυκνότητα της Γης είναι 5,51 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό. Το κιλό ανά κυβικό m μονάδα μέτρησης χρησιμοποιείται επίσης για την έκφραση της πυκνότητας (σε m-kilogram-second ή μονάδες SI)

Ιξώδες και πυκνότητα 

Το κιλό (kg) είναι η τυπική μονάδα μάζας στο σύστημα μονάδων SI, ενώ το κυβικό μέτρο είναι η τυπική μονάδα όγκου και η δεύτερη είναι η τυπική μονάδα χρόνου.

Πυκνότητα p

Η πυκνότητα ενός ρευστού υπολογίζεται διαιρώντας τη μάζα του ρευστού με τον όγκο του ρευστού. Η τυπική μονάδα πυκνότητας είναι kg ανά κυβικό m. p=kg/m3 .Το νερό έχει πυκνότητα 998 kg/m 3 σε θερμοκρασία 20℃.

Η πυκνότητα ενός ρευστού αναφέρεται επίσης ως Σχετική Πυκνότητα. Η πυκνότητα του υγρού διαιρείται με 1000kg/m3 για να ληφθεί σχετική πυκνότητα.

Η σχετική πυκνότητα του νερού στους 20° Κελσίου είναι 0,998

Δυναμικό ιξώδες μ

Το ιξώδες ενός ρευστού περιγράφει την αντίστασή του στη ροή. Το δυναμικό ιξώδες υπολογίζεται διαιρώντας τον ρυθμό διατμητικής παραμόρφωσης με τη διατμητική τάση (γνωστή και ως απόλυτο ιξώδες). Οι μονάδες δυναμικού ιξώδους είναι οι εξής:x χρόνος =περιοχή / δύναμη. Η μονάδα Pascal (Pa) χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της πίεσης ή της τάσης, η οποία ορίζεται ως δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας.

Για να ορίσετε το δυναμικό ιξώδες, αναμίξτε αυτή τη μονάδα με το χρόνο (δευτ.).

μ=Pa∙s

1,00Pa∙s=10 Poise=1000 Centipoise

Επειδή το νερό έχει ιξώδες 1,002 centipoise στους 20℃, ο όρος centipoise (cP) χρησιμοποιείται ευρέως για το δυναμικό ιξώδες της φύσης. Για τον υπολογισμό, αυτή η τιμή πρέπει να μεταφραστεί σε 1,002×10-3 Pais.

Κινηματικό ιξώδες v

Η ροή ενός γνωστού όγκου ρευστού από ένα κύπελλο μέτρησης ιξώδους χρησιμοποιείται μερικές φορές για τον προσδιορισμό του ιξώδους. Οι χρονισμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν με έναν τύπο για τον υπολογισμό του κινηματικού ιξώδους του ρευστού σε Centistokes(cSt). Η κεφαλή του ρευστού είναι η προωθητική δύναμη που ωθεί το υγρό έξω από το κύπελλο. Αυτή η κεφαλή ρευστού είναι επίσης μέρος της εξίσωσης που καθορίζει τον όγκο του ρευστού. Ο όρος κεφαλής ρευστού αφαιρείται από τους υπολογισμούς, αφήνοντας τις μονάδες κινηματικού ιξώδους ως εμβαδόν / χρόνο.

v=m2/s

1,0m2s=1000 Stokes=1000000 Centistokes

Το νερό έχει ιξώδες 1,004×10-6m2 σε θερμοκρασία 20℃

1.004000 Centistokes είναι το αποτέλεσμα. Για τον υπολογισμό, αυτός ο αριθμός πρέπει να μεταφραστεί σε 1.004×10-6m2. Διαιρώντας το δυναμικό ιξώδες με την πυκνότητα του ρευστού, μπορεί να υπολογιστεί το κινηματικό ιξώδες.

Σχέση κινηματικού ιξώδους και δυναμικού ιξώδους

Κινηματικό ιξώδες =Δυναμικό ιξώδες/πυκνότητα

Ιξώδες και πυκνότητα (αυτοκρατορικές μονάδες)

Η λίβρα (Ib) είναι η τυπική μονάδα βάρους στο Αυτοκρατορικό σύστημα, ενώ το κυβικό πόδι είναι η τυπική μονάδα όγκου και η δεύτερη είναι η τυπική μονάδα χρόνου. Ο γυμνοσάλιαγκας είναι η τυπική μονάδα μάζας. Όταν ασκείται δύναμη μιας λίβρας (Ibf) στη μάζα, αυτή επιταχύνεται κατά ένα πόδι ανά δευτερόλεπτο. Η βαρυτική επιτάχυνση (g) είναι 32.174 πόδια ανά δευτερόλεπτο ανά δευτερόλεπτο. Το βάρος (Ib) ενός ρευστού πρέπει να διαιρεθεί με το 32,174 για να βρεθεί η μάζα του.

Πυκνότητα p

Κανονικά, η πυκνότητα μετριέται σε μάζα (slugs) ανά κυβικό πόδι. Το βάρος ενός υγρού μετριέται σε λίβρες ανά κυβικό πόδι.

Δυναμικό ιξώδες

Σχέση κινηματικού ιξώδους και δυναμικού ιξώδους

Κινηματικό ιξώδες =Δυναμικό ιξώδες / Πυκνότητα 

v=μ/p

Η αυτοκρατορική μονάδα κινηματικού ιξώδους είναι  ft2s

Για να κατανοήσετε τις αυτοκρατορικές μονάδες που εμπλέκονται σε αυτή τη σχέση, θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε ένα παράδειγμα:

Συμπέρασμα

Το ιξώδες αναφέρεται στην αντίσταση ενός ρευστού (υγρού ή αερίου) σε αλλαγή σχήματος ή κίνησης γειτονικών μερών το ένα σε σχέση με το άλλο. Η αντίσταση στη ροή αναφέρεται ως ιξώδες.

Στο σύστημα μονάδας SI, το χιλιόγραμμο ((kg) είναι η τυπική μονάδα μάζας, ενώ το κυβικό m είναι η τυπική μονάδα όγκου και το δεύτερο είναι η τυπική μονάδα χρόνου.

Το ιξώδες ενός ρευστού περιγράφει την αντίστασή του στη ροή. Το δυναμικό ιξώδες υπολογίζεται διαιρώντας τον ρυθμό διατμητικής παραμόρφωσης με τη διατμητική τάση (γνωστή και ως απόλυτο ιξώδες). Οι μονάδες δυναμικού ιξώδους είναι οι εξής:X time=area/force

Κατά τον προσδιορισμό του ιξώδους, ένας γνωστός όγκος ρευστού ρέει από ένα κύπελλο μέτρησης ιξώδους. Οι χρονισμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό του κινηματικού ιξώδους του ρευστού σε Centistokes χρησιμοποιώντας έναν τύπο cSt. Η δύναμη που ωθεί το υγρό έξω από το κύπελλο είναι γνωστή ως η κεφαλή του υγρού. Αυτή η κεφαλή υγρού είναι επίσης ένας παράγοντας για τον προσδιορισμό του όγκου ενός υγρού.