Tkejjel ir-reżistenza interna għall-istress tal-shear

Il-viskożità dinamika (imsejħa wkoll viskożità assoluta) tikkwantifika kemm hemm bżonn forza biex iċċaqlaq saff wieħed ta' fluwidu fuq ieħor. Hija l-proprjetà intrinsika tal-fluwidu nnifsu, indipendenti mid-densità. Valuri ogħla jfissru aktar reżistenza.

Formula: τ = μ × (du/dy) fejn τ = stress tal-shear, du/dy = gradjent tal-veloċità

Unitajiet: Pa·s (SI), poise (P), centipoise (cP). Ilma @ 20°C = 1.002 cP

Viskożità dinamika diviża bid-densità

Il-viskożità kinematika tkejjel kemm fluwidu jiċċirkola malajr taħt il-gravità. Tqis kemm ir-reżistenza interna (viskożità dinamika) kif ukoll il-massa għal kull volum (densità). Użata meta l-fluss immexxi mill-gravità huwa importanti, bħal meta jitbattal iż-żejt jew jitferra' likwidu.

Formula: ν = μ / ρ fejn μ = viskożità dinamika, ρ = densità

Unitajiet: m²/s (SI), stokes (St), centistokes (cSt). Ilma @ 20°C = 1.004 cSt

• μ (dinamika) = 1.002 cP = 0.001002 Pa·s
• ρ (densità) = 998.2 kg/m³
• ν (kinematika) = μ/ρ = 1.004 cSt = 1.004 mm²/s
• Proporzjon: ν/μ ≈ 1.0 (l-ilma huwa r-referenza)

• μ (dinamika) = 62 cP = 0.062 Pa·s
• ρ (densità) = 850 kg/m³
• ν (kinematika) = μ/ρ = 73 cSt = 73 mm²/s
• Nota: Il-kinematika hija 18% ogħla mid-dinamika (minħabba densità aktar baxxa)

• μ (dinamika) = 1,412 cP = 1.412 Pa·s
• ρ (densità) = 1,261 kg/m³
• ν (kinematika) = μ/ρ = 1,120 cSt = 1,120 mm²/s
• Nota: Viskuża ħafna—1,400 darba eħxen mill-ilma

• μ (dinamika) = 0.0181 cP = 1.81×10⁻⁵ Pa·s
• ρ (densità) = 1.204 kg/m³
• ν (kinematika) = μ/ρ = 15.1 cSt = 15.1 mm²/s
• Nota: Dinamika baxxa, kinematika għolja (il-gassijiet għandhom densità baxxa)

Standard ASTM D88, użat ħafna fl-Amerika ta' Fuq għall-prodotti tal-petroleum

ν(cSt) = 0.226 × SUS - 195/SUS (validu għal SUS > 32)

• Imkejjel f'temperaturi speċifiċi: 100°F (37.8°C) jew 210°F (98.9°C)
• Firxa komuni: 31-1000+ SUS
• Eżempju: Żejt SAE 30 ≈ 300 SUS @ 100°F
• Varjant Saybolt Furol (SFS) għal fluwidi viskużi ħafna: orifiċju ×10 akbar

Standard Brittaniku IP 70, komuni fir-Renju Unit u l-eks-Commonwealth

ν(cSt) = 0.26 × RW1 - 179/RW1 (validu għal RW1 > 34)

• Imkejjel f'70°F (21.1°C), 100°F, jew 140°F
• Varjant Redwood Nru 2 għal fluwidi eħxen
• Konverżjoni: RW1 ≈ SUS × 1.15 (approssimattiva)
• Fil-biċċa l-kbira sostitwit bi standards ISO iżda għadu referenzjat fi speċifikazzjonijiet antiki

Standard Ġermaniż DIN 51560, użat fl-Ewropa u fl-industrija tal-petroleum

ν(cSt) = 7.6 × °E - 6.0/°E (validu għal °E > 1.2)

• Imkejjel f'20°C, 50°C, jew 100°C
• °E = 1.0 għall-ilma @ 20°C (b'definizzjoni)
• Firxa komuni: 1.0-20°E
• Eżempju: Fjuwil tad-diżil ≈ 3-5°E @ 20°C

L-itwal esperiment tal-laboratorju fid-dinja (mill-1927) fl-Università ta' Queensland juri ż-żift (qatran) jiċċirkola minn lembut. Jidher solidu iżda fil-fatt huwa likwidu b'viskożità għolja ħafna—100 biljun darba aktar viskuż mill-ilma! 9 qatriet biss waqgħu f'94 sena.

Il-lava bażaltika (viskożità baxxa, 10-100 Pa·s) toħloq eruzzjonijiet ħfief stil Ħawajjan bi xmajjar jiċċirkolaw. Il-lava riolitika (viskożità għolja, 100,000+ Pa·s) toħloq eruzzjonijiet splussivi stil Mount St. Helens minħabba li l-gassijiet ma jistgħux jaħarbu. Il-viskożità litteralment tifforma l-muntanji vulkaniċi.

Id-demm huwa 3-4 darbiet aktar viskuż mill-ilma (3-4 cP @ 37°C) minħabba ċ-ċelloli ħomor tad-demm. Viskożità għolja tad-demm iżżid ir-riskju ta' puplesija/attakk tal-qalb. L-aspirina b'doża baxxa tnaqqas il-viskożità billi tipprevjeni l-aggregazzjoni tal-plejtlits. It-test tal-viskożità tad-demm jista' jbassar mard kardjovaskulari.

Kuntrarjament għall-leġġenda popolari, it-twieqi antiki mhumiex eħxen fil-qiegħ minħabba l-fluss. Il-viskożità tal-ħġieġ f'temperatura tal-kamra hija 10²⁰ Pa·s (triljun triljun darba dik tal-ilma). Biex jiċċirkola 1mm jieħu aktar mill-età tal-univers. Huwa solidu veru, mhux likwidu bil-mod.

SAE 10W-30 tfisser: 10W = viskożità tax-xitwa @ 0°F (fluss f'temperatura baxxa), 30 = viskożità @ 212°F (protezzjoni f'temperatura operattiva). 'W' hija għax-xitwa (winter), mhux għall-piż (weight). Żjut multi-grad jużaw polimeri li jdawru fil-kesħa (viskożità baxxa) u jespandu fis-sħana (iżommu l-viskożità).

L-insetti tal-ilma jisfruttaw it-tensjoni tal-wiċċ, iżda wkoll jisfruttaw il-viskożità tal-ilma. Il-movimenti tar-riġlejn tagħhom joħolqu vortiċi li jimbuttaw kontra r-reżistenza viskuża, u jmexxuhom 'il quddiem. F'fluwidu b'viskożità żero (teoretiku), ma setgħux jiċċaqalqu—kienu jiżolqu mingħajr trazzjoni.

Isaac Newton jiddeskrivi l-viskożità fil-Principia Mathematica. Jintroduċi l-kunċett ta' 'frizzjoni interna' fil-fluwidi.

Jean Poiseuille jistudja l-fluss tad-demm fil-kapillari. Joħroġ il-Liġi ta' Poiseuille li torbot ir-rata tal-fluss mal-viskożità.

George Stokes joħroġ l-ekwazzjonijiet għall-fluss viskuż. Jipprova r-relazzjoni bejn il-viskożità dinamika u kinematika.

Osborne Reynolds jintroduċi n-numru ta' Reynolds. Jorbot il-viskożità mar-reġim tal-fluss (laminari vs turbolenti).

Il-viskometru Saybolt jiġi standardizzat fl-Istati Uniti. Il-metodu tat-tazza tal-fluss isir l-istandard tal-industrija tal-petroleum.

Poise u stokes jissemmew bħala unitajiet CGS. 1 P = 0.1 Pa·s, 1 St = 1 cm²/s isiru standard.

Jibda l-esperiment tal-qatra taż-żift fl-Università ta' Queensland. Għadu għaddej—l-itwal esperiment tal-laboratorju li qatt sar.

Is-SI tadotta l-Pa·s u l-m²/s bħala unitajiet standard. Il-centipoise (cP) u l-centistokes (cSt) jibqgħu komuni.

L-ASTM D445 jistandardizza l-kejl tal-viskożità kinematika. Il-viskometru kapillari jsir l-istandard tal-industrija.

Il-viskometri rotazzjonali jippermettu l-kejl ta' fluwidi mhux Newtonjani. Importanti għaż-żebgħa, il-polimeri, l-ikel.

Il-viskometri diġitali jawtomatizzaw il-kejl. Il-banjijiet ikkontrollati bit-temperatura jiżguraw preċiżjoni sa ±0.01 cSt.

Għażla ta' żejt tal-magna, fluwidu idrawliku, u lubrikazzjoni tal-berings:

• Gradi SAE: 10W-30 tfisser 10W @ 0°F, 30 @ 212°F (firxiet tal-viskożità kinematika)
• Gradi ISO VG: VG 32, VG 46, VG 68 (viskożità kinematika @ 40°C f'cSt)
• Għażla tal-berings: Irqiq wisq = xedd, oħxon wisq = frizzjoni/sħana
• Indiċi tal-Viskożità (VI): Tkejjel is-sensittività għat-temperatura (ogħla = aħjar)
• Żjut multi-grad: L-addittivi jżommu l-viskożità fuq firxa ta' temperaturi
• Sistemi idrawliċi: Tipikament 32-68 cSt @ 40°C għall-aħjar prestazzjoni

Speċifikazzjonijiet tal-viskożità għall-fjuwil, żejt mhux raffinat, u raffinar:

• Żejt tal-fjuwil tqil: Imkejjel f'cSt @ 50°C (jeħtieġ li jissaħħan biex jiġi ppumpjat)
• Diżil: 2-4.5 cSt @ 40°C (speċifikazzjoni EN 590)
• Klassifikazzjoni taż-żejt mhux raffinat: Ħafif (<10 cSt), medju, tqil (>50 cSt)
• Fluss fil-pipelines: Il-viskożità tiddetermina r-rekwiżiti tal-qawwa tal-ippumpjar
• Gradi tal-fjuwil tal-bunker: IFO 180, IFO 380 (cSt @ 50°C)
• Proċess ta' raffinar: Il-visbreaking inaqqas il-frazzjonijiet tqal

Kontroll tal-kwalità u ottimizzazzjoni tal-proċess:

• Klassifikazzjoni tal-għasel: 2,000-10,000 cP @ 20°C (skont l-umdità)
• Konsistenza tal-ġulepp: Ġulepp tal-aġġru 150-200 cP, ġulepp tal-qamħirrum 2,000+ cP
• Prodotti tal-ħalib: Il-viskożità tal-krema taffettwa n-nisġa u s-sensazzjoni fil-ħalq
• Ċikkulata: 10,000-20,000 cP @ 40°C (proċess ta' tempering)
• Karbonazzjoni tax-xorb: Il-viskożità taffettwa l-formazzjoni tal-bżieżaq
• Żejt tat-tisjir: 50-100 cP @ 20°C (il-punt tad-duħħan huwa korrelatat mal-viskożità)

Żebgħa, adeżivi, polimeri, u kontroll tal-proċess:

• Viskożità taż-żebgħa: 70-100 KU (unitajiet Krebs) għall-konsistenza fl-applikazzjoni
• Kisi bl-isprej: Tipikament 20-50 cP (oħxon wisq jimblokka, irqiq wisq iqattar)
• Adeżivi: 500-50,000 cP skont il-metodu ta' applikazzjoni
• Polimeri mdewba: 100-100,000 Pa·s (estrużjoni/iffurmar)
• Linka tal-istampar: 50-150 cP għall-flessografija, 1-5 P għall-offset
• Kontroll tal-kwalità: Il-viskożità tindika l-konsistenza tal-lott u l-ħajja fuq l-ixkaffa

Il-viskożità dinamika (Pa·s, poise) tkejjel ir-reżistenza interna tal-fluwidu għall-shear—il-'ħxuna' assoluta tiegħu. Il-viskożità kinematika (m²/s, stokes) hija l-viskożità dinamika diviża bid-densità—kemm jiċċirkola malajr taħt il-gravità. Għandek bżonn id-densità biex tikkonverti bejniethom: ν = μ/ρ. Aħseb hekk: l-għasel għandu viskożità dinamika għolja (huwa oħxon), iżda l-merkurju għandu wkoll viskożità kinematika għolja minkejja li huwa 'rqiq' (għax huwa dens ħafna).

Mhux mingħajr ma tkun taf id-densità tal-fluwidu fit-temperatura tal-kejl. Għall-ilma qrib 20°C, 1 cP ≈ 1 cSt (għax id-densità tal-ilma hija ≈ 1 g/cm³). Iżda għaż-żejt tal-magna (densità ≈ 0.9), 90 cP = 100 cSt. Il-konvertitur tagħna jimblokka l-konverżjonijiet bejn it-tipi biex jipprevjeni l-iżbalji. Uża din il-formula: cSt = cP / (densità f'g/cm³).

Il-gradi tal-viskożità SAE jispeċifikaw firxiet ta' viskożità kinematika. '10W' tfisser li tissodisfa r-rekwiżiti tal-fluss f'temperatura baxxa (W = winter, ittestjat f'0°F). '30' tfisser li tissodisfa r-rekwiżiti tal-viskożità f'temperatura għolja (ittestjat f'212°F). Żjut multi-grad (bħal 10W-30) jużaw addittivi biex iżommu l-viskożità fuq firxa ta' temperaturi, b'differenza miż-żjut ta' grad wieħed (SAE 30) li jirqaqqu b'mod drammatiku meta jisħnu.

Is-Saybolt Universal Seconds (SUS) ikejlu kemm idum 60mL ta' fluwidu biex joħroġ minn orifiċju kalibrat. Il-formula empirika hija: cSt = 0.226×SUS - 195/SUS (għal SUS > 32). Pereżempju, 100 SUS ≈ 21 cSt. Is-SUS għadu jintuża fl-ispeċifikazzjonijiet tal-petroleum minkejja li huwa metodu antik. Laboratorji moderni jużaw viskometri kinematiċi li jkejlu direttament is-cSt skont l-ASTM D445.

Temperatura ogħla tagħti lill-molekuli aktar enerġija kinetika, u tħallihom jiżżerżqu fuq xulxin aktar faċilment. Għal-likwidi, il-viskożità tipikament tonqos 2-10% kull °C. Iż-żejt tal-magna f'20°C jista' jkun 200 cP iżda biss 15 cP f'100°C (tnaqqis ta' 13-il darba!). L-Indiċi tal-Viskożità (VI) ikejjel din is-sensittività għat-temperatura: żjut b'VI għoli (100+) iżommu l-viskożità aħjar, żjut b'VI baxx (<50) jirqaqqu b'mod drammatiku meta jissaħħnu.

Il-biċċa l-kbira tas-sistemi idrawliċi jaħdmu l-aħjar f'25-50 cSt @ 40°C. Baxxa wisq (<10 cSt) tikkawża tnixxija interna u xedd. Għolja wisq (>100 cSt) tikkawża rispons kajman, konsum għoli ta' enerġija, u akkumulazzjoni ta' sħana. Iċċekkja l-ispeċifikazzjoni tal-manifattur tal-pompa tiegħek—il-pompi bil-paletti jippreferu 25-35 cSt, il-pompi bil-pistuni jittolleraw 35-70 cSt. L-ISO VG 46 (46 cSt @ 40°C) huwa l-aktar żejt idrawliku għal skopijiet ġenerali komuni.

M'hemm l-ebda massimu teoretiku, iżda l-kejl prattiku jsir diffiċli 'l fuq minn miljun cP (1000 Pa·s). Il-bitum/żift jista' jilħaq 100 biljun Pa·s. Xi polimeri mdewba jaqbżu miljun Pa·s. F'viskożitajiet estremi, il-konfini bejn il-likwidu u s-solidu jsir imċajpar—dawn il-materjali juru kemm fluss viskuż (bħal-likwidi) kif ukoll irkupru elastiku (bħas-solidi), imsejjaħ viskoelastiċità.

Poise jonora lil Jean Léonard Marie Poiseuille (1840s), li studja l-fluss tad-demm fil-kapillari. Stokes jonora lil George Gabriel Stokes (1850s), li ħareġ l-ekwazzjonijiet għall-fluss viskuż u wera r-relazzjoni bejn il-viskożità dinamika u kinematika. Reyn (libbra-forza sekonda kull pulzier kwadru) huwa msemmi għal Osbourne Reynolds (1880s), famuż għan-numru ta' Reynolds fid-dinamika tal-fluwidi.