Hõõrdumine vs viskoossus
Hõõrdumine ja viskoossus on aine kaks omadust, mis on mateeria käitumise mõistmisel üliolulised. Enamiku vedeliku dünaamika, vedeliku staatika, tahke staatika, tahke dünaamika ja peaaegu kõigi insenerirakenduste kirjeldamiseks on vaja hästi mõista viskoossust ja tihedust. Neid nähtusi nähakse igapäevaelus ja neid on väga lihtne mõista, arvestades seda, et lähenemine on õige. Selles artiklis käsitleme hõõrdumist ja viskoossust, nende määratlusi, sarnasusi, hõõrdumise ja viskoossuse põhjuseid ning lõpuks nende erinevusi.
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. On selgelt näha, et viskoossus toimib alati mingis suunas, takistades vedeliku voolu. Viskoossed jõud jaotuvad antud dünaamilistes tingimustes kogu vedeliku mahus.
Hõõrdumine
Hõõrdumine on ilmselt kõige levinum takistusjõud, mida me iga päev kogeme. Hõõrdumine tekib kahe kareda pinna kokkupuutel. Hõõrdumisel on viis režiimi; kuivhõõrdumine, mis tekib kahe tahke keha vahel, vedeliku hõõrdumine, mida nimetatakse ka viskoossuseks, määritud hõõrdumine, kus kaks tahket ainet on eraldatud vedela kihiga, naha hõõrdumine, mis vastandub vedelikus liikuvale tahkele ainele, ja sisehõõrdumine, mis põhjustab tahke aine sisemised komponendid hõõrdumise tekitamiseks. Kuid terminit "hõõrdumine" kasutatakse kõige sagedamini kuivhõõrdumise asemel. Selle põhjuseks on karedad mikroskoopilised õõnsused igal pinnal, mis sobivad üksteisega ja keelduvad liikumast. Kahe pinna vaheline kuivhõõrdumine sõltub hõõrdetegurist ja objektile mõjuva tasapinna suhtes normaalsest reaktiivjõust. Maksimaalne staatiline hõõrdumine kahe pinna vahel on veidi suurem kui dünaamiline hõõrdumine.
Mis vahe on hõõrdumisel ja viskoossusel?
• Viskoossus on tegelikult hõõrdumise alamkategooria, kuid kuivhõõrdumine toimub ainult kahe tahke pinna vahel, viskoossus aga vedelikes kahe vedelikukihi vahel.
• Dünaamilised ja staatilised tingimused määratletakse kuivhõõrdumise jaoks eraldi. Viskoossuse puhul ei ole staatilist tingimust, kuna vedelikumolekulid on alati liikuvad.
