ለሸር ስትረስ ያለውን ውስጣዊ መቋቋም ይለካል

ዳይናሚክ ቪስኮሲቲ (ፍጹም ቪስኮሲቲ ተብሎም ይጠራል) አንዱን የፈሳሽ ንብርብር በሌላው ላይ ለማንቀሳቀስ ምን ያህል ኃይል እንደሚያስፈልግ ይለካል። ይህ ከዴንሲቲ ነፃ የሆነ የፈሳሹ የራሱ ባህሪ ነው። ከፍተኛ እሴቶች የበለጠ መቋቋምን ያመለክታሉ።

ቀመር: τ = μ × (du/dy) حيث τ = ሸር ስትረስ, du/dy = የፍጥነት ቅልመት

ክፍሎች: Pa·s (SI), poise (P), centipoise (cP)። ውሃ @ 20°C = 1.002 cP

ዳይናሚክ ቪስኮሲቲ በዴንሲቲ ሲካፈል

ኪነማቲክ ቪስኮሲቲ አንድ ፈሳሽ በስበት ኃይል ምን ያህል በፍጥነት እንደሚፈስ ይለካል። ይህ ሁለቱንም ውስጣዊ መቋቋም (ዳይናሚክ ቪስኮሲቲ) እና በቮልዩም ያለውን ቅንጣት (ዴንሲቲ) ያገናዝባል። በስበት ኃይል የሚመራ ፍሰት አስፈላጊ በሚሆንበት ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ለምሳሌ ዘይት ሲፈስ ወይም ፈሳሽ ሲቀዳ።

ቀመር: ν = μ / ρ حيث μ = ዳይናሚክ ቪስኮሲቲ, ρ = ዴንሲቲ

ክፍሎች: m²/s (SI), stokes (St), centistokes (cSt)። ውሃ @ 20°C = 1.004 cSt

• μ (ዳይናሚክ) = 1.002 cP = 0.001002 Pa·s
• ρ (ዴንሲቲ) = 998.2 kg/m³
• ν (ኪነማቲክ) = μ/ρ = 1.004 cSt = 1.004 mm²/s
• ሬሾ: ν/μ ≈ 1.0 (ውሃ ማጣቀሻ ነው)

• μ (ዳይናሚክ) = 62 cP = 0.062 Pa·s
• ρ (ዴንሲቲ) = 850 kg/m³
• ν (ኪነማቲክ) = μ/ρ = 73 cSt = 73 mm²/s
• ማስታወሻ: ኪነማቲክ ከዳይናሚክ በ18% ከፍ ያለ ነው (በዝቅተኛ ዴንሲቲ ምክንያት)

• μ (ዳይናሚክ) = 1,412 cP = 1.412 Pa·s
• ρ (ዴንሲቲ) = 1,261 kg/m³
• ν (ኪነማቲክ) = μ/ρ = 1,120 cSt = 1,120 mm²/s
• ማስታወሻ: በጣም ከፍተኛ ቪስኮሲቲ—ከውሃ 1,400× የበለጠ ወፍራም

• μ (ዳይናሚክ) = 0.0181 cP = 1.81×10⁻⁵ Pa·s
• ρ (ዴንሲቲ) = 1.204 kg/m³
• ν (ኪነማቲክ) = μ/ρ = 15.1 cSt = 15.1 mm²/s
• ማስታወሻ: ዝቅተኛ ዳይናሚክ፣ ከፍተኛ ኪነማቲክ (ጋዞች ዝቅተኛ ዴንሲቲ አላቸው)

ASTM D88 መስፈርት፣ በሰሜን አሜሪካ ለፔትሮሊየም ምርቶች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል

ν(cSt) = 0.226 × SUS - 195/SUS (ለ SUS > 32 የሚሰራ)

• በተወሰኑ የሙቀት መጠኖች ይለካል: 100°F (37.8°C) ወይም 210°F (98.9°C)
• የተለመደ ክልል: 31-1000+ SUS
• ምሳሌ: SAE 30 ዘይት ≈ 300 SUS @ 100°F
• Saybolt Furol (SFS) ለበጣም ከፍተኛ ቪስኮሲቲ ፈሳሾች: ×10 ትልቅ ቀዳዳ

የብሪታንያ IP 70 መስፈርት፣ በዩኬ እና በቀድሞው ኮመንዌልዝ የተለመደ

ν(cSt) = 0.26 × RW1 - 179/RW1 (ለ RW1 > 34 የሚሰራ)

• በ 70°F (21.1°C), 100°F, or 140°F ይለካል
• Redwood No. 2 ለወፍራም ፈሳሾች
• ልወጣ: RW1 ≈ SUS × 1.15 (በግምት)
• በአብዛኛው በ ISO መስፈርቶች የተተካ ቢሆንም አሁንም በቆዩ ዝርዝሮች ውስጥ ይጠቀሳል

DIN 51560 የጀርመን መስፈርት፣ በአውሮፓ እና በፔትሮሊየም ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል

ν(cSt) = 7.6 × °E - 6.0/°E (ለ °E > 1.2 የሚሰራ)

• በ 20°C, 50°C, or 100°C ይለካል
• °E = 1.0 ለውሃ @ 20°C (በፍቺ)
• የተለመደ ክልል: 1.0-20°E
• ምሳሌ: የናፍጣ ነዳጅ ≈ 3-5°E @ 20°C

የዓለማችን ረጅሙ የላብራቶሪ ሙከራ (ከ1927 ጀምሮ) በኩዊንስላንድ ዩኒቨርሲቲ ሲካሄድ ቅጥራን (ታር) በፈንጠዝያ ሲፈስ ያሳያል። ጠንካራ ይመስላል ግን በእውነቱ በጣም ከፍተኛ ቪስኮሲቲ ያለው ፈሳሽ ነው—ከውሃ 100 ቢሊዮን እጥፍ የበለጠ ቪስኮሲቲ አለው! በ94 ዓመታት ውስጥ 9 ጠብታዎች ብቻ ወድቀዋል።

ባሳልቲክ ላቫ (ዝቅተኛ ቪስኮሲቲ, 10-100 Pa·s) ከሚፈሱ ወንዞች ጋር ረጋ ያሉ የሃዋይ-ስታይል ፍንዳታዎችን ይፈጥራል። ራዮሊቲክ ላቫ (ከፍተኛ ቪስኮሲቲ, 100,000+ Pa·s) ፈንጂ የሆኑ የቅዱስ ሄለንስ ተራራ-ስታይል ፍንዳታዎችን ይፈጥራል ምክንያቱም ጋዞች ማምለጥ አይችሉም። ቪስኮሲቲ ቃል በቃል የእሳተ ገሞራ ተራራዎችን ይቀርጻል።

ደም ከውሃ 3-4× የበለጠ ቪስኮሲቲ አለው (3-4 cP @ 37°C) በቀይ የደም ሴሎች ምክንያት። ከፍተኛ የደም ቪስኮሲቲ የስትሮክ/የልብ ድካም አደጋን ይጨምራል። ዝቅተኛ-መጠን አስፕሪን የፕሌትሌት ስብስቦችን በመከላከል ቪስኮሲቲን ይቀንሳል። የደም ቪስኮሲቲ ምርመራ የልብና የደም ቧንቧ በሽታዎችን መተንበይ ይችላል።

ከታዋቂው ተረት በተቃራኒ፣ የቆዩ መስኮቶች ከታች በኩል በፈሰሳ ምክንያት ወፍራም አይደሉም። የብርጭቆ ቪስኮሲቲ በክፍል ሙቀት 10²⁰ Pa·s (ከውሃ 1 ትሪሊዮን ትሪሊዮን እጥፍ) ነው። 1ሚሜ ለመፍሰስ ከዩኒቨርስ ዕድሜ የበለጠ ጊዜ ይወስዳል። እውነተኛ ጠንካራ ነገር ነው፣ ቀርፋፋ ፈሳሽ አይደለም።

SAE 10W-30 ማለት: 10W = የክረምት ቪስኮሲቲ @ 0°F (ዝቅተኛ-ሙቀት ፍሰት), 30 = ቪስኮሲቲ @ 212°F (የአሰራር ሙቀት ጥበቃ)። 'W' ለክረምት ነው፣ ለክብደት አይደለም። ባለብዙ-ደረጃ ዘይቶች በሚቀዘቅዝበት ጊዜ የሚታጠፉ (ዝቅተኛ ቪስኮሲቲ) እና በሚሞቅበት ጊዜ የሚሰፉ (ቪስኮሲቲን የሚጠብቁ) ፖሊመሮችን ይጠቀማሉ።

የውሃ ተንሸራታቾች የገጽታ ውጥረትን ይጠቀማሉ፣ ነገር ግን የውሃን ቪስኮሲቲም ይጠቀማሉ። የእግራቸው እንቅስቃሴዎች በቪስኮስ መቋቋም ላይ የሚገፉ ሽክርክሪቶችን ይፈጥራሉ፣ ወደፊትም ይገፋፋቸዋል። ዜሮ-ቪስኮሲቲ ባለው ፈሳሽ (ቲዎሬቲካል)፣ መንቀሳቀስ አይችሉም ነበር—ያለ መያዣ ይንሸራተቱ ነበር።

አይዛክ ኒውተን በፕሪንሲፒያ ማቲማቲካ ውስጥ ቪስኮሲቲን ገልጿል። 'የውስጥ ፍጭት' ጽንሰ-ሀሳብን በፈሳሾች ውስጥ አስተዋወቀ።

ዣን ፖይሴል በካፒላሪዎች ውስጥ የደም ፍሰትን ያጠናል። የፍሰት መጠንን ከቪስኮሲቲ ጋር የሚያገናኘውን የፖይሴል ህግን አወጣ።

ጆርጅ ስቶክስ ለቪስኮስ ፍሰት እኩልታዎችን አወጣ። በዳይናሚክ እና በኪነማቲክ ቪስኮሲቲ መካከል ያለውን ግንኙነት አረጋግጧል።

ኦስቦርን ሬይኖልድስ የሬይኖልድስ ቁጥርን አስተዋወቀ። ቪስኮሲቲን ከፍሰት ስርዓት (ላሚናር vs ተርቡለንት) ጋር አገናኘ።

Saybolt ቪስኮሜትር በዩኤስኤ ውስጥ ደረጃውን የጠበቀ ሆነ። የኤፍሉክስ ካፕ ዘዴ የፔትሮሊየም ኢንዱስትሪ መስፈርት ሆነ።

Poise እና stokes እንደ CGS ክፍሎች ተሰየሙ። 1 P = 0.1 Pa·s, 1 St = 1 cm²/s መስፈርት ሆኑ።

የቅጥራን ጠብታ ሙከራ በኩዊንስላንድ ዩኒቨርሲቲ ተጀመረ። አሁንም እየተካሄደ ነው—እስካሁን ረጅሙ የላብራቶሪ ሙከራ።

SI Pa·s እና m²/sን እንደ መስፈርት ክፍሎች ተቀበለ። Centipoise (cP) እና centistokes (cSt) የተለመዱ ሆነው ቀርተዋል።

ASTM D445 የኪነማቲክ ቪስኮሲቲ ልኬትን ደረጃውን አወጣ። ካፒላሪ ቪስኮሜትር የኢንዱስትሪ መስፈርት ሆነ።

የሚሽከረከሩ ቪስኮሜትሮች ኒውቶኒያን ያልሆኑ ፈሳሾችን ለመለካት አስችለዋል። ለቀለሞች፣ ፖሊመሮች፣ ምግብ አስፈላጊ ነው።

ዲጂታል ቪስኮሜትሮች ልኬትን በራስ-ሰር ያደርጋሉ። የሙቀት-ቁጥጥር ያላቸው ገንዳዎች ±0.01 cSt ትክክለኛነትን ያረጋግጣሉ።

የሞተር ዘይት፣ ሃይድሮሊክ ፈሳሽ እና የቤሪንግ ቅባት ምርጫ:

• SAE ደረጃዎች: 10W-30 ማለት 10W @ 0°F, 30 @ 212°F (የኪነማቲክ ቪስኮሲቲ ክልሎች)
• ISO VG ደረጃዎች: VG 32, VG 46, VG 68 (ኪነማቲክ ቪስኮሲቲ @ 40°C በ cSt)
• የቤሪንግ ምርጫ: በጣም ቀጭን = መበስበስ, በጣም ወፍራም = ፍጭት/ሙቀት
• የቪስኮሲቲ ኢንዴክስ (VI): የሙቀት ስሜትን ይለካል (ከፍ ያለ = የተሻለ)
• ባለብዙ-ደረጃ ዘይቶች: ተጨማሪዎች በሙቀት መጠን ቪስኮሲቲን ይጠብቃሉ
• የሃይድሮሊክ ስርዓቶች: ለአብዛኛው አፈፃፀም 32-68 cSt @ 40°C

የነዳጅ፣ ድፍድፍ ዘይት እና የማጣሪያ ቪስኮሲቲ ዝርዝሮች:

• ከባድ የነዳጅ ዘይት: በ cSt @ 50°C ይለካል (ለመпомፕ መሞቅ አለበት)
• ናፍጣ: 2-4.5 cSt @ 40°C (EN 590 ዝርዝር)
• የድፍድፍ ዘይት ምደባ: ቀላል (<10 cSt), መካከለኛ, ከባድ (>50 cSt)
• የቧንቧ መስመር ፍሰት: ቪስኮሲቲ የፓምፕ ኃይል ፍላጎትን ይወስናል
• የባንከር ነዳጅ ደረጃዎች: IFO 180, IFO 380 (cSt @ 50°C)
• የማጣሪያ ሂደት: ቪስኮሲቲ መስበር ከባድ ክፍልፋዮችን ይቀንሳል

የጥራት ቁጥጥር እና የሂደት ማመቻቸት:

• የማር ደረጃ: 2,000-10,000 cP @ 20°C (በእርጥበት ይዘት ላይ የተመሰረተ)
• የሽሮፕ ቅልቅል: የሜፕል ሽሮፕ 150-200 cP, የበቆሎ ሽሮፕ 2,000+ cP
• የወተት ምርቶች: የክሬም ቪስኮሲቲ በሸካራነት እና በአፍ ስሜት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል
• ቸኮሌት: 10,000-20,000 cP @ 40°C (የማስተካከያ ሂደት)
• የመጠጥ ካርቦኔሽን: ቪስኮሲቲ በአረፋ አፈጣጠር ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል
• የማብሰያ ዘይት: 50-100 cP @ 20°C (የጭስ ነጥብ ከቪስኮሲቲ ጋር ይዛመዳል)

ቀለም፣ ማጣበቂያዎች፣ ፖሊመሮች እና የሂደት ቁጥጥር:

• የቀለም ቪስኮሲቲ: 70-100 KU (Krebs units) ለአተገባበር ወጥነት
• የሚረጭ ሽፋን: በአብዛኛው 20-50 cP (በጣም ወፍራም ይዘጋል፣ በጣም ቀጭን ይፈስሳል)
• ማጣበቂያዎች: 500-50,000 cP በአተገባበር ዘዴ ላይ የተመሰረተ
• የፖሊመር ቀለጦች: 100-100,000 Pa·s (ኤክስትሩዥን/ቅርጽ መስራት)
• የማተሚያ ቀለሞች: 50-150 cP ለፍሌክሶግራፊ፣ 1-5 P ለኦፍሴት
• የጥራት ቁጥጥር: ቪስኮሲቲ የቡድን ወጥነት እና የመደርደሪያ ህይወት ያመለክታል

ዳይናሚክ ቪስኮሲቲ (Pa·s, poise) የፈሳሹን ውስጣዊ መቋቋም ለሸር ስትረስ ይለካል—ፍጹም 'ውፍረቱ' ነው። ኪነማቲክ ቪስኮሲቲ (m²/s, stokes) ዳይናሚክ ቪስኮሲቲ በዴንሲቲ ሲካፈል ነው—በስበት ኃይል ምን ያህል በፍጥነት እንደሚፈስ ነው። በመካከላቸው ለመቀየር ዴንሲቲ ያስፈልግዎታል: ν = μ/ρ። እንዲህ ብለው ያስቡ: ማር ከፍተኛ ዳይናሚክ ቪስኮሲቲ አለው (ወፍራም ነው), ነገር ግን ሜርኩሪም 'ቀጭን' ቢሆንም ከፍተኛ ኪነማቲክ ቪስኮሲቲ አለው (ምክንያቱም በጣም ጥቅጥቅ ያለ ነው)።

የፈሳሹን ዴንሲቲ በመለኪያ የሙቀት መጠን ሳያውቁ አይችሉም። ለ 20°C ቅርብ የሆነ ውሃ፣ 1 cP ≈ 1 cSt (ምክንያቱም የውሃ ዴንሲቲ ≈ 1 g/cm³ ነው)። ነገር ግን ለሞተር ዘይት (ዴንሲቲ ≈ 0.9)፣ 90 cP = 100 cSt። የእኛ መቀየሪያ ስህተቶችን ለመከላከል አይነት ተሻጋሪ ልወጣዎችን ያግዳል። ይህንን ቀመር ይጠቀሙ: cSt = cP / (ዴንሲቲ በ g/cm³)።

SAE የቪስኮሲቲ ደረጃዎች የኪነማቲክ ቪስኮሲቲ ክልሎችን ይገልጻሉ። '10W' ማለት ዝቅተኛ-ሙቀት ፍሰት መስፈርቶችን ያሟላል (W = winter, በ 0°F የተፈተነ)። '30' ማለት ከፍተኛ-ሙቀት ቪስኮሲቲ መስፈርቶችን ያሟላል (በ 212°F የተፈተነ)። ባለብዙ-ደረጃ ዘይቶች (እንደ 10W-30 ያሉ) ከነጠላ-ደረጃ ዘይቶች (SAE 30) በተለየ መልኩ በሚሞቁበት ጊዜ በከፍተኛ ሁኔታ ከሚቀጥኑት በተቃራኒ በሙቀት መጠን ቪስኮሲቲን ለመጠበቅ ተጨማሪዎችን ይጠቀማሉ።

Saybolt Universal Seconds (SUS) 60ሚሊ ፈሳሽ በተስተካከለ ቀዳዳ በኩል ለመፍሰስ የሚፈጀውን ጊዜ ይለካል። ተጨባጭ ቀመሩ: cSt = 0.226×SUS - 195/SUS (ለ SUS > 32) ነው። ለምሳሌ, 100 SUS ≈ 21 cSt። SUS የቆየ ዘዴ ቢሆንም አሁንም በፔትሮሊየም ዝርዝሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። ዘመናዊ ላብራቶሪዎች በ ASTM D445 መሰረት cStን በቀጥታ የሚለኩ ኪነማቲክ ቪስኮሜትሮችን ይጠቀማሉ።

ከፍ ያለ የሙቀት መጠን ለሞለኪውሎች የበለጠ የኪነቲክ ሃይል ይሰጣቸዋል፣ ይህም በቀላሉ እርስ በርስ እንዲንሸራተቱ ያስችላቸዋል። ለፈሳሾች፣ ቪስኮሲቲ በአብዛኛው በ°C ከ2-10% ይቀንሳል። የሞተር ዘይት በ20°C 200 cP ሊሆን ይችላል ግን በ100°C 15 cP ብቻ (13× መቀነስ!)። የቪስኮሲቲ ኢንዴክስ (VI) ይህንን የሙቀት ስሜት ይለካል: ከፍተኛ VI ዘይቶች (100+) ቪስኮሲቲን በተሻለ ሁኔታ ይጠብቃሉ፣ ዝቅተኛ VI (<50) ሲሞቁ በከፍተኛ ሁኔታ ይቀጥናሉ።

አብዛኛዎቹ የሃይድሮሊክ ስርዓቶች በ25-50 cSt @ 40°C በተሻለ ሁኔታ ይሰራሉ። በጣም ዝቅተኛ (<10 cSt) የውስጥ ፍሳሽ እና መበስበስ ያስከትላል። በጣም ከፍተኛ (>100 cSt) ቀርፋፋ ምላሽ፣ ከፍተኛ የኃይል ፍጆታ እና የሙቀት መጨመር ያስከትላል። የፓምፕ አምራችዎን ዝርዝር ይመልከቱ—የቫን ፓምፖች 25-35 cSt ይመርጣሉ፣ የፒስተን ፓምፖች 35-70 cSt ይታገሳሉ። ISO VG 46 (46 cSt @ 40°C) በጣም የተለመደው አጠቃላይ-ዓላማ ሃይድሮሊክ ዘይት ነው።

ቲዎሬቲካል ከፍተኛ ገደብ የለም፣ ነገር ግን ተግባራዊ ልኬቶች ከ1 ሚሊዮን cP (1000 Pa·s) በላይ አስቸጋሪ ይሆናሉ። ቢትመን/ቅጥራን 100 ቢሊዮን Pa·s ሊደርስ ይችላል። አንዳንድ የፖሊመር ቀለጦች ከ1 ሚሊዮን Pa·s ይበልጣሉ። በከፍተኛ ቪስኮሲቲዎች፣ በፈሳሽ እና በጠንካራ መካከል ያለው ድንበር ይደበዝዛል—እነዚህ ቁሳቁሶች ሁለቱንም ቪስኮስ ፍሰት (እንደ ፈሳሾች) እና ኤላስቲክ ማገገም (እንደ ጠጣሮች) ያሳያሉ፣ ይህም ቪስኮኤላስቲሲቲ ይባላል።

Poise በካፒላሪዎች ውስጥ የደም ፍሰትን ያጠናውን ዣን ሌኦናርድ ማሪ ፖይሴልን (1840ዎቹ) ያከብራል። Stokes ለቪስኮስ ፍሰት እኩልታዎችን ያወጣውን እና በዳይናሚክ እና በኪነማቲክ ቪስኮሲቲ መካከል ያለውን ግንኙነት ያረጋገጠውን ጆርጅ ገብርኤል ስቶክስን (1850ዎቹ) ያከብራል። አንድ reyn (ፓውንድ-ኃይል ሰከንድ በካሬ ኢንች) በፈሳሽ ዳይናሚክስ ውስጥ በሬይኖልድስ ቁጥር ታዋቂ የሆነውን ኦስቦርን ሬይኖልድስን (1880ዎቹ) ለማክበር ተሰይሟል።