Вязкость является фундаментальным свойством жидкостей, которое описывает их сопротивление потоку. Понимание разницы между абсолютной вязкостью и кинематической вязкостью имеет решающее значение для различных отраслей, включая нефть, химический и пищевой переработку. Как ведущий поставщик вискозимеров, мы часто сталкиваемся с вопросами об этих двух типах вязкости. В этом сообщении мы рассмотрим детали абсолютной вязкости и кинематической вязкости, рассмотрим, как они измеряются с использованием вискозиметра, и подчеркнуть их ключевые различия.
Что такое абсолютная вязкость?
Абсолютная вязкость, также известная как динамическая вязкость, является мерой внутреннего сопротивления жидкости к потоку. Он количественно определяет силу, необходимую для перемещения одного слоя жидкости относительно другой с заданной скоростью. Подразделение SI абсолютной вязкости-это паскаль-второй (PA · S), хотя Sentipoise (CP) обычно используется в практических применениях. Один PA · S равен 1000 CP.
Концепция абсолютной вязкости может быть проиллюстрирована с использованием Закона вязкости Ньютона, в котором говорится, что напряжение сдвига (τ) между соседними слоями жидкости прямо пропорционально градиенту скорости (DU/DY) между этими слоями. Математически это может быть выражено как:
τ = µ * (вы/dy)
где μ - абсолютная вязкость жидкости. Это уравнение показывает, что чем выше абсолютная вязкость, тем больше напряжение сдвига, необходимое для поддержания заданного градиента скорости.
Что такое кинематическая вязкость?
Кинематическая вязкость определяется как отношение абсолютной вязкости (μ) к плотности (ρ) жидкости. Это мера сопротивления жидкости к потоку под влиянием гравитации. Подразделение Si кинематической вязкости представляет собой квадратный метр в секунду (м²/с), но более часто используемым блоком является Centistoke (CST). Один м²/с равен 1 000 000 CST.
Связь между кинематической вязкостью (ν), абсолютной вязкостью (μ) и плотностью (ρ) задается следующим уравнением:
n = m / r
Кинематическая вязкость предоставляет информацию о том, насколько легко жидкость может течь под собственным весом. Это особенно полезно в приложениях, где гравитация играет значительную роль, например, в потоке жидкостей через трубы или в смазке машин.
Измерение абсолютной и кинематической вязкости с вискоцелером
Вискометры - это инструменты, используемые для измерения вязкости жидкостей. Существует несколько типов доступных вискометров, каждый из которых основан на различных принципах работы. Некоторые общие типы включают вращательные вискометры, капиллярные вискометры и падающие вискометры мяча.
Измерение абсолютной вязкости
Вращационные вискометры обычно используются для измерения абсолютной вязкости. Эти вискометры работают, вращая шпиндель или боб в жидкости и измеряя крутящий момент, необходимый для поддержания постоянной скорости вращения. Абсолютная вязкость жидкости затем рассчитывается на основе измеренного крутящего момента и геометрии шпинделя или боба.
Капиллярные вискометры также могут быть использованы для измерения абсолютной вязкости. В капиллярном вискозиметре жидкость вынуждена течь через узкую капиллярную трубку под известным давлением. Измеряется время, необходимое для протекания жидкости через определенную длину трубки, а абсолютная вязкость рассчитывается с использованием закона Poiseuille.
Измерение кинематической вязкости
Капиллярные вискометры являются наиболее широко используемыми инструментами для измерения кинематической вязкости. Принцип, лежащий в основе капиллярных вискометров, основан на том факте, что поток жидкости через капиллярную трубку регулируется балансом между гравитационной силой и вязкой силой.
В типичном капиллярном вискозиметре жидкость помещается в вертикальную капиллярную трубку, и измеряется время, необходимое для потока жидкости между двумя отмеченными точками. Кинематическая вязкость жидкости затем рассчитывается с использованием следующего уравнения:
n = c * t
где ν - кинематическая вязкость, C - постоянная вискозитера (которая зависит от геометрии капиллярной трубки), а T - время потока.
Ключевые различия между абсолютной и кинематической вязкостью
Физическое значение
Основное различие между абсолютной и кинематической вязкостью заключается в их физическом значении. Абсолютная вязкость измеряет внутреннее сопротивление жидкости к потоку, в то время как кинематическая вязкость учитывает плотность жидкости и измеряет ее сопротивление потоку под воздействием тяжести.
Единицы измерения
Абсолютная вязкость измеряется в единицах паскаль-секунды (PA · S) или Sentipoise (CP), в то время как кинематическая вязкость измеряется в единицах квадратного метра в секунду (м²/с) или Centistoke (CST).
Приложения
Абсолютная вязкость более актуальна в приложениях, где внутреннее трение жидкости является основной проблемой, например, в составлении смазочных материалов, красок и клея. Кинематическая вязкость, с другой стороны, обычно используется в приложениях, где важен поток жидкости при гравитации, например, в нефтяной промышленности для измерения вязкости сырой нефти и изысканных продуктов.
Наши продукты вискозиметра
Как поставщик вискозимеров, мы предлагаем широкий спектр вискозиметров для измерения как абсолютной, так и кинематической вязкости. Наш портфель продуктов включаетПолуавтоматический кинематический вискозиметрВУмный кинематический вискозитор, иEngler ViscometerПолем
Наши полуавтоматические кинематические вискометры предназначены для легкого и точного измерения кинематической вязкости. Они оснащены автоматическим управлением температурой и функциями синхронизации, что делает их подходящими для использования в лабораториях и промышленных условиях.
Интеллектуальные кинематические вискометры предлагают расширенные функции, такие как цифровой дисплей, автоматический расчет вязкости и хранение данных. Эти вискометры идеально подходят для применения в приложениях и исследовательских лабораториях.
Вискозитчик Engler - это традиционный тип вискозиметера, который обычно используется в нефтяной промышленности. Он измеряет вязкость жидкости относительно вязкости воды при указанной температуре.
Заключение
В заключение, абсолютная вязкость и кинематическая вязкость являются двумя важными свойствами жидкостей, которые предоставляют ценную информацию об их поведении потока. Абсолютная вязкость измеряет внутреннее сопротивление жидкости к потоку, в то время как кинематическая вязкость учитывает плотность жидкости и измеряет ее сопротивление потоку под воздействием тяжести.
Вискометры являются важными инструментами для измерения как абсолютной, так и кинематической вязкости. Понимая различия между этими двумя типами вязкости и выбором соответствующего вискозиметра для вашего приложения, вы можете обеспечить точные и надежные измерения вязкости.
Если вам нужен вискозиметр для вашей отрасли или исследований, мы приглашаем вас связаться с нами для получения дополнительной информации. Наша команда экспертов будет рада помочь вам в выборе правильного вискозиметра для ваших конкретных требований и проведет вас через процесс закупок.
Ссылки
- ASTM D445 - Стандартный метод испытаний кинематической вязкости прозрачных и непрозрачных жидкостей (и расчет динамической вязкости)
- ASTM D2196 - Стандартные методы испытаний для реологических свойств не -ньютоновских материалов с помощью вискозификатора вращения
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Введение в реологию. Elsevier Science Publishers.
