Viskoossus vs kinemaatiline viskoossus | Dünaamiline viskoossus, absoluutne viskoossus
Viskoossus on vedelikumehaanikas väga oluline parameeter. Viskoossusel ja kinemaatilisel viskoossusel on mitmesuguseid rakendusi sellistes valdkondades nagu vedeliku dünaamika, vedeliku mehaanika, aerodünaamika, keemia ja isegi arstiteadus. Ülalmainitud valdkondades silma paistmiseks on vaja head arusaamist viskoossuse ja kinemaatilise viskoossuse mõistetest. Selles artiklis arutame, mis on viskoossus ja kinemaatiline viskoossus, nende määratlused, viskoossuse ja kinemaatilise viskoossuse rakendused, sarnasused ja lõpuks erinevused kinemaatilise viskoossuse ja viskoossuse vahel.
Viskoossus
Viskoossus on määratletud kui vedeliku takistuse mõõt, mis deformeerub kas nihkepinge või tõmbepinge mõjul. Levinud sõnadega on viskoossus vedeliku "sisehõõrdumine". Seda nimetatakse ka vedeliku paksuseks. Viskoossus on lihts alt hõõrdumine vedeliku kahe kihi vahel, kui need kaks kihti liiguvad üksteise suhtes. Sir Isaac Newton oli vedelike mehaanika pioneer. Ta oletas, et Newtoni vedeliku puhul on kihtidevaheline nihkepinge võrdeline kiiruse gradiendiga kihtidega risti. Siin kasutatav proportsionaalne konstant (proportsionaalsustegur) on vedeliku viskoossus. Viskoossust tähistatakse tavaliselt kreeka tähega "µ". Vedeliku viskoossust saab mõõta viskosimeetrite ja reomeetrite abil. Viskoossuse ühikud on Pascal-sekundid või Nm-2s. CGS-süsteem kasutab viskoossuse mõõtmiseks Jean Louis Marie Poiseuille'i järgi nime saanud ühikut "poise". Vedeliku viskoossust saab mõõta ka mitme katsega. Vedeliku viskoossus sõltub temperatuurist. Viskoossus väheneb temperatuuri tõustes.
τ=μ (∂u/∂y)
Viskoossusvõrrandid ja mudelid on mitte-Newtoni vedelike jaoks väga keerulised. Viskoossusel on kaks peamist vormi. Need on nimelt dünaamiline viskoossus ja kinemaatiline viskoossus. Dünaamilist viskoossust tuntakse ka kui absoluutset viskoossust. Dünaamiline viskoossus on üldine viskoossuse mõõt, mida kasutatakse enamikus arvutustes. Seda tähistatakse kas µ või ɳ-ga. Dünaamilise viskoossuse SI ühik on Pascali sekundid. Kui vedelik viskoossusega 1 Pascal sekund asetatakse kahe plaadi vahele ja üks plaat lükatakse 1 Pascal suuruse nihkepingega külili, liigub see 1 sekundiga plaatidevahelise kihi paksusega võrdse vahemaa.
Kinemaatiline viskoossus
Mõnel juhul on viskoossuse mõõtmisel oluline ka vedeliku inertsiaaljõud. Vedeliku inertsiaaljõud sõltub vedeliku tihedusest. Seetõttu on selliste arvutuste hõlbustamiseks määratletud uus termin, mida nimetatakse kinemaatiliseks viskoossuseks. Kinemaatiline viskoossus on määratletud kui dünaamilise viskoossuse ja vedeliku tiheduse suhe. Kinemaatilist viskoossust tähistatakse terminiga ν (kreeka täht nu). Kinemaatilise viskoossuse ühikud on meetrite ruudus jagatud sekunditega. Ühiktoru kasutatakse ka kinemaatilise viskoossuse mõõtmiseks.
Mis vahe on viskoossusel ja kinemaatilisel viskoossusel?
• Mõiste viskoossus viitab üldiselt nii dünaamilisele kui ka kinemaatilisele viskoossusele.
• Dünaamiline viskoossus ei sõltu vedeliku tihedusest, kuid kinemaatiline viskoossus sõltub vedeliku tihedusest.
• Kinemaatiline viskoossus võrdub dünaamilise viskoossusega, mis on jagatud vedeliku tihedusega.
