ويسكوزيته ( لزجت )

درحال مشاهده: ويسكوزيته ( لزجت )

ادعونی اهدای خون

ويسكوزيته ( لزجت )

۱۳۸۹/۱۰/۲۲

2:16

امیرحسین ستوده بیدختی

ويسكوزيته ( لزجت )

ويسكوزيته ( لزجت ) خاصيتي است كه سيال به وسيله آن در مقابل تنش برشي مقاومت مي كند. با افزايش دما لزجت گازها افزايش مي يابد اما لزجت مايعات كاهش مي يابد اين تفاوت را مي توان با بررسي عوامل لزجت توضيح داد.
هر فازي در مقابل حرکت توده هاي خود داراي مقاومت مي باشد . اين مقاومت براي فاز گاز ناچيز و براي فاز جامد خيلي زياد مي باشد . مايعات نيز در برابر حرکت لايه هاي خود از خود مقاومت نشان مي دهند .
لزجت سيالات يعني مقاومت آنها به تنش برشي ناشي از دو عامل است:
1- نيروي جاذبه مولكولي
2- تبادل مومنتوم مولكولي

براي مايعات بيشتر تحقيقات بر عبور مايع در لوله ها معطوف شده است و بيشتر روابط موجود نيز براي مايعات با سرعتهاي مختلف در لاله ها با قطر و زبريهاي متفاوت بدست آمده اند. حرکت يک مايع در درون لوله مي تواند شامل سه بخش عمده باشد :
1- حرکت آرام ( Laminar Flow ) در اين نوع حرکت لايه هاي مايع به آرامي برروي هم مي لغزند و حرکت مايع ادامه مي يابد طول اين ناحيه بنا به سرعت اوليه مايع يا زبري سطح لوله مي تواند کوتاه يا بلند باشد.
2- ناحيه گذار ( Transition Zone ) در اين ناحيه حرکت آرام مايع کم کم به حرکت اغتشاشي تبديل مي گردد و معمولاٌ طول اين ناحيه بسيار کوتاه است.
3- حرکت آشفته ( مغشوش ) ( Torbulent Flow ) در اين ناحيه مايع حرکت آرام خود را از دست داده و ذرات مايع داراي حرکات متفاوتي در جهت هاي مختلفي مي شوند اين ناحيه ممکن است داراي زير لايه اي باشد که در آن هنوز حرکت مايع آرام باشد.

در مايعات فاصله مولكولها بسيار نزديكتر از گازها است لذا نيروي جاذبه مولكولي در گازها كمتر از مايعات است از اين رو عامل اصلي لزجت مايعات نيروي جاذبه مولكولي است اما در گازها جاذبه مولكولي بسيار كم است مقاومت گازها به تنش برشي عمدتا ناشي از تبادل مومنتوم مولكولي است.
مايعات با سرعت اوليه وارد لوله مي گردند و لايه هاي زيرين که در مجاورت ديواره هاي لوله هستند سرعتشان صفر مي گردد لايه هاي مجاور اين لايه ها متاثراز لايه هاي ساکن از سرعت اوليه شان کاسته مي شود و لايه هاي بالاتر از اين لايه ها تحت تاثير اين لايه ها سرعتشان کاسته مي شود ولي اين تاثير کمتر از لايه قبلي است همينطور اين تاثير لايه قبلي کاسته مي شود تا جايي که سرعت سيال بربر با سرعت اوليه مي شود و آنجا پايان لايه مرزي است.
ممکن است قطر لوله آنقدر کم باشد که لايه هاي مرزي تداخل پيدا کنند و يا ممکن است ديواره هاي لوله آنقدر از هم فاصله داشته باشند که حتي لايه هاي مرزي به همديگر هم نرسند .
اين تاثير لايه ها را و نيروي بازدارندگي آنها را اصطلاحا نيروي برشي يا Shear Stress ناميده مي شود و با نماد τ نشان داده مي شود.

اين نيروي برشي افقي متناسب است با تغييرات سرعت به تغييرات ارتفاع .

و ويسکوزيته را براي سيالات دراي حرکت kinematic viscosity نشان مي دهند و داراي رابطه زير است.

ويسکوزيته معيار بسيار مناسبي براي روانروي يا گرانروي سيالات در لوله ها مي باشد ، براي سيالات غليظ که داراي گرانروي بالايي هستند اين مقدار مقدار بزرگي است مانند روغنهاي اتومبيل و براي آنهايي که براحتي حرکت مي کنند و روانروي خوبي دارند اين مقدار کوچکي مي باشد مانند آب.
با محاسبات ابعادي براي ويسکوزيته در حالت ديناميک ( Dynamic viscosity ) مي توان واحد آن را بدست آورد که واحد آن Pa . s يا بطور مشابه N.s/m² و يا Kg / m.s است که آنرا با CP نيز نمايش مي دهند .
۱۰۰centipoise = ۱g/cm.s = ۰.۱Pa.s

معمولا ويسکوزيته را در دماي معيني اندازه مي گيرند و به عنوان مرجع از آن استفاده مي کنند براي آب خالص اين مقدار در دماي 20 درجه اندازه گيري شده است و برابر است با 1.0cP و اين آب مرجع و مبناي محاسبات ساير ویسکوزيته ها براي ساير مواد مي باشد .
براي Kinematic viscosity واحد ν در سيستم SI برابر با m²/s است و در سيستم cgs هم برابر با stokes يا در برخي موارد هم با (centistokes (cS نشان مي دهند.

۱stokes = 100 centistokes = 0.0001m²/s = 1s²/m

مطالب تصادفی: