اصطکاک در مقابل ویسکوزیته
اصطکاک و ویسکوزیته دو خاصیت ماده هستند که برای درک رفتار ماده حیاتی هستند. برای توصیف بیشتر رویدادهایی که در دینامیک سیالات، استاتیک سیالات، استاتیک جامدات، دینامیک جامدات و تقریباً هر کاربرد مهندسی رخ می‌دهند، باید درک خوبی از ویسکوزیته و چگالی داشته باشیم. این پدیده ها در زندگی روزمره دیده می شوند و با توجه به اینکه رویکرد درستی در پیش گرفته شده است، واقعاً به راحتی قابل درک هستند. در این مقاله قصد داریم به این موضوع بپردازیم که اصطکاک و ویسکوزیته چیست، تعاریف، شباهت‌ها، علت اصطکاک و ویسکوزیته و در نهایت تفاوت‌های آن‌ها.
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 هستند (یا Nm-2s). 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. به وضوح می توان دید که ویسکوزیته همیشه در جهتی عمل می کند تا با جریان مایع مخالفت کند. نیروهای ویسکوز در سراسر حجم مایع در یک شرایط دینامیکی معین توزیع می شوند.
اصطکاک
اصطکاک احتمالاً رایج ترین نیروی مقاومتی است که ما هر روز تجربه می کنیم. اصطکاک در اثر تماس دو سطح ناهموار ایجاد می شود. اصطکاک دارای پنج حالت است. اصطکاک خشک که بین دو جسم جامد رخ می دهد، اصطکاک سیال که به عنوان ویسکوزیته نیز شناخته می شود، اصطکاک روانکاری شده که در آن دو جامد توسط یک لایه مایع از هم جدا می شوند، اصطکاک پوستی که با یک جامد متحرک در مایع مخالف است و اصطکاک داخلی که باعث اجزای داخلی یک جامد برای ایجاد اصطکاک.با این حال، اصطلاح "اصطکاک" بیشتر به جای اصطکاک خشک استفاده می شود. این ناشی از حفره های میکروسکوپی ناهموار روی هر یک از سطوح است که به یکدیگر متصل شده و از حرکت خودداری می کنند. اصطکاک خشک بین دو سطح به ضریب اصطکاک و نیروی واکنشی نرمال به صفحه ای که روی جسم وارد می شود بستگی دارد. حداکثر اصطکاک استاتیک بین دو سطح فقط کمی بیشتر از اصطکاک دینامیکی است.
تفاوت بین اصطکاک و ویسکوزیته چیست؟
• ویسکوزیته در واقع زیرمجموعه ای از اصطکاک است، با این حال، اصطکاک خشک فقط بین دو سطح جامد رخ می دهد، در حالی که ویسکوزیته در سیالات بین دو لایه مایع رخ می دهد.
• شرایط دینامیک و استاتیک به طور جداگانه برای اصطکاک خشک تعریف شده است. برای ویسکوزیته، شرایط ایستا وجود ندارد زیرا مولکول های مایع همیشه متحرک هستند.
