Коэффициент вязкости ☑️ формулы определения динамической и кинематической вязкости газов и жидкостей, единицы измерения и обозначение, от чего зависит, физический смысл величины

Коэффициент динамической вязкости

Цифровое обозначение абсолютной вязкости является показателем устойчивости исследуемых веществ к взаимному перемещению или скольжению их слоев.

Единица измерения коэффициента в системе СИ — паскаль-секунды:

Физическая основа динамического индикатора заключается в его соответствии напряжению сдвига, возникающему между слоями вещества, движущимися относительно друг друга, при условии, что расстояние между ними равно единице длины и со скоростью, равной единице.

Вязкость жидкости

Вязкость жидкости определяется по формуле, в которой динамический коэффициент определяет пропорциональность скорости движения слоев и расстояния между ними:

• напряжение сдвига;
• µ — это показатель пропорциональности, который является динамическим показателем вещества.

Закон вязкости жидкости был установлен Ньютоном в конце 17 века. Абсолютное значение зависит от типа газа или жидкости, от температуры веществ.

Кинематическая и динамическая вязкость, их определение

Вязкость любой жидкости характеризуется динамическими и кинематическими коэффициентами. В лабораторной системе измерения единицей измерения кинематического коэффициента вязкости считается сантисток. Показатель рассчитан в диапазоне температур от 40 до 120 градусов. Этот параметр определяется с помощью капиллярного вискозиметра путем измерения количества жидкости, которая выходит через калиброванное отверстие при определенной температуре в течение определенного периода времени.

Абсолютная или динамическая вязкость определяется без учета плотности вещества. Этот коэффициент выражает сопротивление, возникающее при движении жидкостей с определенной скоростью, которые находятся на расстоянии 1 см друг от друга. Ротационный вискозиметр используется для измерения динамической вязкости. В лабораторных условиях и тот, и другой коэффициент могут иметь много размеров в зависимости от области применения жидкости:

• динамическая вязкость может выражаться в паскалях / секундах, пуазах, сантипуазах;
• кинематическая вязкость выражается в градусах Энглера, по Сейболту, Стоксу, сантистокам, квадратным сантиметрам в секунду.

Коэффициент динамической вязкости газа

Для основных газов в таблице представлены значения коэффициентов при температуре 0-600 градусов Цельсия:

Коэффициент вязкости жидкостей

Для органических жидкостей показания напрямую зависят от температуры. Ниже представлена ​​таблица с абсолютными значениями индекса для веществ при температуре от 0 до 100 градусов Цельсия.

Единица измерения — миллипаскаль-секунда, то есть сантипуаз.

Динамическая вязкость жидкостей уменьшается при нагревании вещества. Другими словами, чем выше температура жидкости, тем она становится менее вязкой.

Связь коэффициента вязкости с числами Рейнольдса и силой трения

Английский механик, физик и инженер Оскар Рейнольдс установил (1876 — 1883), что природа потока зависит от величины, не имеющей размерности, и называется числом Re.

Число Рейнольдса используется для визуализации взаимосвязи между кинематической энергией вещества и потерями энергии на заданной длине в условиях внутреннего трения.

Таблицы перевода размерностей вязкости

Если размер вашего значения не совпадает с размером, используемым в калькуляторе, используйте таблицы преобразования.

Выберите размер в левом столбце и умножьте полученное значение на коэффициент, расположенный в ячейке на пересечении с размером в верхней строке.

Табл. 1. Преобразование размеров кинематической вязкости ν

Табл. 2. Преобразование размеров динамической вязкости μ

Вязкость автомобильных жидкостей

Как видите, существует множество классификаций вязкости жидкостей, и чтобы не запутаться в этих параметрах, каждая сфера деятельности выбирает для себя наиболее удобную систему измерения, исходя из особенностей использования жидкости. Следовательно, в автомобильной промышленности принят определенный стандарт вязкости масла. Этот стандарт называется SAE и сертифицирован согласно американскому стандарту J300 APR97. Каждая автомобильная жидкость имеет свои параметры — для масла важны вязкость и текучесть, для трансмиссионного масла — те же плюс наличие присадок, для плотности тормозной жидкости.

Что касается масел, то Ассоциация автомобильных инженеров разделяет их на основе их способности течь и образовывать смазочную пленку на поверхности трущихся деталей при разных температурах. По этому принципу масла делятся на зимние, летние и всесезонные. Трансмиссионные масла соответствуют стандарту J306 по вязкости и, как и моторные масла, различаются по сезонности: зимнее (70W), летнее (90) или всесезонное (75W-85).

Примеры решения задач

Попробуем решить следующую проблему.

Установить тип движения жидкого вещества по трубкам теплообменника, имеющего структуру «трубка в трубке». Параметры внутренней трубы 25 * 2мм, внешней 50 * 2,5мм. Массовый расход воды 4000 кг / ч (обозначение G). Плотность жидкости 1000 кг / м3. Абсолютный показатель 1 • 10-3 Па * с.

Шаг 1.

Вы должны найти эквивалентный диаметр поперечного сечения кольцевого пространства:

Шаг 2.

Определение скорости воды по уравнению потока:

Шаг 3.

Найдите число Re по формуле Рейнольдса:

Подстановка значений дает:

Ответ: Режим движения воды в затрубном пространстве турбулентный.