لزجت

لزجت

لزجت (Viscosity)، خاصیت مقاومت سیال در برابر نیروهای وارد بر آن و ایجاد تنش برشی است. لزجت عامل اصلی انتقال مومنتم در لایه های سیال می باشد و هنگامی ظاهر می شود که بین لایه های سیال حرکت نسبی وجود داشته باشد. واضح است که لزجت مایعات بیشتر از گازهاست.

لزجت ناشی از دو عامل زیر است :

الف) نیروهای جاذبه مولکولی (cohensive) که در مایعات مطرح می شود.

ب) نیروهای تبادل مومنتم مولکولی که در گازها مطرح می گردد.

تغییرات لزجت مایعات با دما را می توان با معادله زیر بیان کرد :

که a و b ضرایب ثابت و تابع نوع مایع هستند.

تغییرات لزجت گازها را می توان با معادله زیر بیان نمود :

µ₀ یک لزجت معین در دمای مطلق  273 کلوین (T₀) و N به نوع گاز بستگی دارد.

معادله ساترلند هم برای تیین لزجت گازها به کار می رود که موضوع بحث کتب سیالات می باشد.

چند نکته مهم :

• در مایعات با افزایش دما نیروی بین مولکولی کاهش یافته و در نتیجه لزجت کاهش می یابد.
• در گازها با افزایش دما تعداد برخوردها زیاد شده و در نتیجه تبادل مومنتم مولکولی افزایش می یابد که حاصل آن افزایش لزجت است.
• میزان تغییرات لزجت با دما در مایعات بیشتر از گازهاست.
• اگر افزایش فشار خیلی زیاد نباشد لزجت مستقل از فشار است ولی در تغییر فشارهای بالا، لزجت مایعات و گازها با افزایش فشار افزایش می یابد. توجه داشته باشید که بی اثر بودن فشار روی لزجت گازها به این دلیل است که با افزایش فشار، سرعت برخورد مولکولی افزایش یافته ولی طول برخورد کاهش می یابد که این دو، اثر مخالف روی لزجت دارند و در نتیجه لزجت گازها مستقل از فشار خواهد بود.

سیال ایده آل : سیالی است که لزجت آن صفر بوده و تراکم ناپذیر باشد.

گاز ایده آل : سیالی است که لزجت آن غیر صفر بوده تراکم پذیر باشد.

لزجت دینامیکی

وسکوزیته مطلق یا ضریب ویسکوزیته مطلق اندازه گیری مقاومت داخلی است. ویسکوزیته مطلق نیروی مماس در واحد سطح مورد نیاز برای حرکت دادن یک صفحه افقی با توجه به سرعت واحد توسط مایع است.

ویسکوزیته دینامیکی طبق رابطه زیر محاسبه می شود:

τ = μ dc/dy       

که در این رابطه τ تنش برشی و μ ویسکوزیته دینامیکی می باشد.

لزجت سینماتیک

نسبت لزجت دینامیکی به چگالی را لزجت سینماتیک می نامند.             

لزجت سینماتیک بر خلاف لزجت دینامیکی تابع فشار است. با افزایش فشار، لزجت سینماتیک گازها کاهش می یابد ولی لزجت سینماتیک مایعات افزایش می یابد. و با توجه به کاهش قابل ملاحظه چگالی گازها با دما، تغییرات لزجت سینماتیکی گازها با دما زیادتر از تغییرات لزجت دینامیکی است.

زمانی که وزن مخصوص آب در دمای 68.4^oF (20.2^oC) برابر یک می باشد، ویسکوزیته جنبشی آب در دمای 68.4^oF (20.2^oC) معادل 1.0 cSt می باشد.

رابطه بین ویسکوزیته دینامیکی و جنبشی را مطابق زیر نیز می توانیم تعریف کنیم:

ν = 6.7197 10^-4 μ / γ      

که در این رابطه ν ویسکوزیته جنبشی بر حسب(ft²/s)، μ ویسکوزیته دینامیکی بر حسب (cP) و γ  وزن مخصوص بر حسب(lb/ft³ ) می باشد.

واحد لزجت

لزجت دینامیکی

لزجت سینماتیکی

ویسکوزیته برخی مایعات و گازها

ویسکوزیته های اعلام شده در 20 درجه سانتی گراد اند به جز خون و خون پلاسما که در دمای 37 درجه بدن و بخار آب که 100 درجه سانتی گراد می باشند.

ویسکوزیته و دماهای مرجع

ویسکوزیته یک سیال بسیار به دما وابسته است و در هر دو نوع ویسکوزیته جنبشی و دینامیکی بسیار موثر وهمچنین دمای مرجع نیز باید در کنار آنها ذکر شده باشد. در استاندارد ISO 8217 درجه حرارت مرجع برای باقی ماندن در حالت مایع C 1000  است. برای مایع تقطیر دمای مرجع C 400 است.

• برای مایع : ویسکوزیته سینماتیکی(جنبشی) با افزایش درجه حرارت، کاهش پیدا می کند.

• برای گاز: ویسکوزیته سینماتیکی با افزایش درجه حرارت، افزایش پیدا می کند.

واحد های رایج دیگر برای ویسکوزیته:

Saybolt Universal Seconds (or SUS, SSU)

SUS  برای اندازه گیری ویسکوزیته مورد استفاده می شود. در این نوع اندازه گیری 60 میلی لیتر از یک سیال نفتی را از یک سوراخ کالیبره(ویسکوزمتر) عبور می دهند ( با کنترل دما و طبق آزمون ASTM D 88). و با واحد های

 SSU (Seconds Saybolt Universal)  یا  SSF (Saybolt Seconds Furol)

بین ویسکوزیته دینامیکی و جنبشی رابطه دیگری خواهیم داشت:

ν = 4.63 μ / SG      

مثال در ارتباط با تبدیل وسکوزیته دینامیکی و جنبشی هوا:

ویسکوزیته جنبشی برای هوا در فشار 1 bar (10⁵ Pa, N/m²) و دمای 40^oC برابر 16.97 cSt (16.97 10^-6 m²/s) می باشد.

برای محاسبه چگالی از قانون گاز ایده آل استفاده می کنیم:

ρ  = p / R T ρ = 10⁵ (N/m²) / (287 (J/kg/K) (273 (^oC) + 33 (^oC)) = 1.113 (kg/m³)

برای محاسبه ویسکوزیته دینامیکی نیز خواهیم داشت:

μ = 1.113 (kg/m³) 16.97 10^-6 (m²/s)

    = 1.88 10^-5 (kg/m s, N.s/m², P)

ویسکوزیته سینماتیکی می تواند از واحد SSU به Centistokes طبق زیر تبدیل شود:

νCentistokes = 0.226 νSSU - 195 / νSSU

در جایی که   ν_SSU < 100

و همچنین :

νCentistokes = 0.220 νSSU - 135 / νSSU

در جایی که  ν_SSU > 100

منابع و پیوندها

گرداوری شده توسط دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن

صفحه مهندسی مکانیک

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

file:///E:/worke/4/download/Dynamic,%20Absolute%20and%20Kinematic%20Viscosity.htm

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلا مانع است

ویسکوزیته از دید borna-chemist.persianblog.ir

گِرانرَوی ، ویسکوزیته، یا لزجت عبارت است از مقاومت یک مایع در برابر اعمال تنش برشی. در یک سیال جاری (در حال حرکت)، که لایه‌های مختلف آن نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند، به‌مقدار مقاومت لایه‌های سیال در برابر لغزش روی هم گرانروی سیال می‌گویند. هرچه گرانروی مایعی بیشتر باشد، برای ایجاد تغییر شکل یکسان، به تنش برشی بیشتری نیاز است. به‌عنوان مثال گرانروی عسل از گرانروی شیر بسیار بیشتر است.

با افزایش دما لزجت سیالات مایع کاهش می یابدولی در گازها،قضیه برعکس است،البته درصد تغییرات آن برای سیالات مختلف متفاوت است... ادامه

ویسکوزیته از دید abbaszali.persianblog.ir

ویسکوزیته اندازه گیری مقاومت روغن در برابر سیالیت (فشار برشی) تحت شرایط خاص می باشد. به زبان ساده ویسکوزیته میزان تمایل روغن به ماندن می باشد هنگامیکه فشار وارده توسط اجزای مکانیکی قصد جابجایی آنرا داشته باشد...ادامه

ویسکوزیته از دید wikipedia.org

Viscosity is a measure of the resistance of a fluid which is being deformed by either shear stress or tensile stress. In everyday terms (and for fluids only), viscosity is "thickness" or "internal friction". Thus, water is "thin", having a lower viscosity, while honey is "thick", having a higher viscosity. Put simply, the less viscous the fluid is, the greater its ease of movement (fluidity)...more