ویسکوزیته در مقابل ویسکوزیته سینماتیک | ویسکوزیته دینامیکی، ویسکوزیته مطلق
ویسکوزیته یک پارامتر بسیار مهم است که در مکانیک سیالات مورد بحث قرار می گیرد. ویسکوزیته و ویسکوزیته سینماتیکی کاربردهای متنوعی در زمینه هایی مانند دینامیک سیالات، مکانیک سیالات، آیرودینامیک، شیمی و حتی علوم پزشکی دارند. درک خوب در مفاهیم ویسکوزیته و ویسکوزیته سینماتیکی برای برتری در زمینه های ذکر شده لازم است. در این مقاله قصد داریم به این موضوع بپردازیم که ویسکوزیته و ویسکوزیته سینماتیکی چیست، تعاریف آنها، کاربردهای ویسکوزیته و ویسکوزیته سینماتیکی، شباهت ها و در نهایت تفاوت های ویسکوزیته و ویسکوزیته سینماتیکی.
ویسکوزیته
ویسکوزیته به عنوان معیاری از مقاومت سیال تعریف می شود که در اثر تنش برشی یا تنش کششی تغییر شکل می دهد. به عبارت رایج تر، ویسکوزیته «اصطکاک داخلی» سیال است. به ضخامت سیال نیز گفته می شود. ویسکوزیته به سادگی اصطکاک بین دو لایه سیال است که این دو لایه نسبت به یکدیگر حرکت می کنند. سر آیزاک نیوتن از پیشگامان مکانیک سیالات بود. او فرض کرد که برای سیال نیوتنی، تنش برشی بین لایه‌ها متناسب با گرادیان سرعت در جهت عمود بر لایه‌ها است. ثابت متناسب (ضریب تناسب) مورد استفاده در اینجا ویسکوزیته سیال است. ویسکوزیته معمولاً با حرف یونانی "µ" نشان داده می شود. ویسکوزیته سیال را می توان با استفاده از ویسکومتر و رئومتر اندازه گیری کرد. واحدهای ویسکوزیته پاسکال ثانیه یا Nm-2s هستند. سیستم cgs برای اندازه گیری ویسکوزیته از واحد "poise" به نام ژان لوئیس ماری پوازوی استفاده می کند.ویسکوزیته یک سیال را می توان با چندین آزمایش نیز اندازه گیری کرد. ویسکوزیته سیال به دما بستگی دارد. ویسکوزیته با افزایش دما کاهش می یابد.
τ=μ (∂u/∂y)
معادلات و مدل‌های ویسکوزیته برای سیالات غیر نیوتنی بسیار پیچیده هستند. دو شکل اصلی ویسکوزیته وجود دارد. آنها ویسکوزیته دینامیکی و ویسکوزیته سینماتیکی هستند. ویسکوزیته دینامیکی به عنوان ویسکوزیته مطلق نیز شناخته می شود. ویسکوزیته دینامیکی اندازه گیری کلی ویسکوزیته است که در بیشتر محاسبات استفاده می شود. این با μ یا ɳ نشان داده می شود. واحد SI ویسکوزیته دینامیکی پاسکال ثانیه است. اگر سیالی با ویسکوزیته 1 پاسکال ثانیه بین دو صفحه قرار گیرد و یک صفحه با تنش برشی 1 پاسکال به طرفین رانده شود، فاصله ای برابر با ضخامت لایه بین صفحات را در 1 ثانیه جابجا می کند.
ویسکوزیته سینماتیک
در برخی موارد، نیروی اینرسی سیال با توجه به اندازه گیری ویسکوزیته نیز مهم است.نیروی اینرسی سیال به چگالی سیال بستگی دارد. بنابراین، برای کمک به چنین محاسباتی، اصطلاح جدیدی به نام ویسکوزیته سینماتیکی تعریف شده است. ویسکوزیته سینماتیکی به عنوان نسبت ویسکوزیته دینامیکی به چگالی سیال تعریف می شود. ویسکوزیته سینماتیکی با عبارت ν (حرف یونانی nu) اطلاق می شود. ویسکوزیته سینماتیک دارای واحدهای متر مربع تقسیم بر ثانیه است. واحد استوک همچنین برای اندازه گیری ویسکوزیته سینماتیکی استفاده می شود.
تفاوت بین ویسکوزیته و ویسکوزیته سینماتیک چیست؟
• اصطلاح ویسکوزیته به طور کلی به هر دو ویسکوزیته دینامیکی و ویسکوزیته سینماتیک اشاره دارد.
• ویسکوزیته دینامیکی مستقل از چگالی سیال است، اما ویسکوزیته سینماتیکی به چگالی مایع بستگی دارد.
• ویسکوزیته سینماتیک برابر است با ویسکوزیته دینامیکی تقسیم بر چگالی مایع.
