شیئر تناؤ کے خلاف اندرونی مزاحمت کی پیمائش کرتا ہے

حرکی لزوجت (جسے مطلق لزوجت بھی کہا جاتا ہے) اس بات کی پیمائش کرتی ہے کہ سیال کی ایک تہہ کو دوسری تہہ پر منتقل کرنے کے لیے کتنی قوت درکار ہے۔ یہ سیال کی اپنی اندرونی خاصیت ہے، جو کثافت سے آزاد ہے۔ زیادہ قدروں کا مطلب زیادہ مزاحمت ہے۔

فارمولا: τ = μ × (du/dy) جہاں τ = شیئر تناؤ، du/dy = رفتار کا میلان

اکائیاں: Pa·s (SI), poise (P), centipoise (cP)۔ پانی @ 20°C = 1.002 cP

حرکی لزوجت کو کثافت سے تقسیم کیا جاتا ہے

حرکیاتی لزوجت اس بات کی پیمائش کرتی ہے کہ کوئی سیال کشش ثقل کے تحت کتنی تیزی سے بہتا ہے۔ یہ اندرونی مزاحمت (حرکی لزوجت) اور فی حجم کمیت (کثافت) دونوں کو مدنظر رکھتا ہے۔ جب کشش ثقل سے چلنے والا بہاؤ اہم ہو، جیسے تیل نکالنا یا مائع ڈالنا، تو استعمال ہوتا ہے۔

فارمولا: ν = μ / ρ جہاں μ = حرکی لزوجت، ρ = کثافت

اکائیاں: m²/s (SI), stokes (St), centistokes (cSt)۔ پانی @ 20°C = 1.004 cSt

• μ (حرکی) = 1.002 cP = 0.001002 Pa·s
• ρ (کثافت) = 998.2 kg/m³
• ν (حرکیاتی) = μ/ρ = 1.004 cSt = 1.004 mm²/s
• تناسب: ν/μ ≈ 1.0 (پانی حوالہ ہے)

• μ (حرکی) = 62 cP = 0.062 Pa·s
• ρ (کثافت) = 850 kg/m³
• ν (حرکیاتی) = μ/ρ = 73 cSt = 73 mm²/s
• نوٹ: حرکیاتی حرکی سے 18% زیادہ ہے (کم کثافت کی وجہ سے)

• μ (حرکی) = 1,412 cP = 1.412 Pa·s
• ρ (کثافت) = 1,261 kg/m³
• ν (حرکیاتی) = μ/ρ = 1,120 cSt = 1,120 mm²/s
• نوٹ: بہت لزج—پانی سے 1,400 گنا زیادہ گاڑھا

• μ (حرکی) = 0.0181 cP = 1.81×10⁻⁵ Pa·s
• ρ (کثافت) = 1.204 kg/m³
• ν (حرکیاتی) = μ/ρ = 15.1 cSt = 15.1 mm²/s
• نوٹ: کم حرکی، زیادہ حرکیاتی (گیسوں کی کثافت کم ہوتی ہے)

ASTM D88 معیار، شمالی امریکہ میں پیٹرولیم مصنوعات کے لیے وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے

ν(cSt) = 0.226 × SUS - 195/SUS (SUS > 32 کے لیے درست ہے)

• مخصوص درجہ حرارت پر ماپا جاتا ہے: 100°F (37.8°C) یا 210°F (98.9°C)
• عام رینج: 31-1000+ SUS
• مثال: SAE 30 تیل ≈ 300 SUS @ 100°F
• بہت لزج سیالوں کے لیے سیبولٹ فیورول (SFS) ویرینٹ: ×10 بڑا سوراخ

برطانوی IP 70 معیار، برطانیہ اور سابقہ دولت مشترکہ میں عام ہے

ν(cSt) = 0.26 × RW1 - 179/RW1 (RW1 > 34 کے لیے درست ہے)

• 70°F (21.1°C)، 100°F، یا 140°F پر ماپا جاتا ہے
• زیادہ گاڑھے سیالوں کے لیے ریڈ ووڈ نمبر 2 ویرینٹ
• تبدیلی: RW1 ≈ SUS × 1.15 (تقریباً)
• زیادہ تر ISO معیارات سے تبدیل ہو گیا ہے لیکن پرانے اسپیکس میں اب بھی حوالہ دیا جاتا ہے

DIN 51560 جرمن معیار، یورپ اور پیٹرولیم صنعت میں استعمال ہوتا ہے

ν(cSt) = 7.6 × °E - 6.0/°E (°E > 1.2 کے لیے درست ہے)

• 20°C، 50°C، یا 100°C پر ماپا جاتا ہے
• پانی کے لیے °E = 1.0 @ 20°C (تعریف کے مطابق)
• عام رینج: 1.0-20°E
• مثال: ڈیزل ایندھن ≈ 3-5°E @ 20°C

دنیا کا سب سے طویل عرصے سے چلنے والا لیبارٹری تجربہ (1927 سے) کوئنز لینڈ یونیورسٹی میں پچ (ٹار) کو ایک فنل کے ذریعے بہتے ہوئے دکھاتا ہے۔ یہ ٹھوس لگتا ہے لیکن درحقیقت یہ ایک بہت ہی زیادہ لزوجت والا مائع ہے—پانی سے 100 ارب گنا زیادہ لزج! 94 سالوں میں صرف 9 قطرے گرے ہیں۔

بسالٹک لاوا (کم لزوجت، 10-100 Pa·s) بہتی ہوئی ندیوں کے ساتھ ہلکے ہوائی طرز کے پھٹنے پیدا کرتا ہے۔ رائولٹک لاوا (زیادہ لزوجت، 100,000+ Pa·s) دھماکہ خیز ماؤنٹ سینٹ ہیلنس طرز کے پھٹنے پیدا کرتا ہے کیونکہ گیسیں فرار نہیں ہو سکتیں۔ لزوجت لفظی طور پر آتش فشاں پہاڑوں کو شکل دیتی ہے۔

خون سرخ خلیوں کی وجہ سے پانی سے 3-4 گنا زیادہ لزج ہوتا ہے (3-4 cP @ 37°C)۔ زیادہ خون کی لزوجت فالج/دل کے دورے کا خطرہ بڑھاتی ہے۔ کم خوراک والی اسپرین پلیٹلیٹ کے جمع ہونے کو روک کر لزوجت کو کم کرتی ہے۔ خون کی لزوجت کا ٹیسٹ دل کی بیماریوں کی پیش گوئی کر سکتا ہے۔

مشہور افسانے کے برعکس، پرانی کھڑکیاں بہاؤ کی وجہ سے نیچے سے موٹی نہیں ہوتیں۔ کمرے کے درجہ حرارت پر شیشے کی لزوجت 10²⁰ Pa·s (پانی سے ایک ٹریلین ٹریلین گنا) ہے۔ 1 ملی میٹر بہنے میں کائنات کی عمر سے زیادہ وقت لگے گا۔ یہ ایک حقیقی ٹھوس ہے، سست مائع نہیں۔

SAE 10W-30 کا مطلب ہے: 10W = موسم سرما کی لزوجت @ 0°F (کم درجہ حرارت کا بہاؤ)، 30 = لزوجت @ 212°F (آپریٹنگ درجہ حرارت کا تحفظ)۔ 'W' موسم سرما (winter) کے لیے ہے، وزن (weight) کے لیے نہیں۔ ملٹی گریڈ آئل پولیمر استعمال کرتے ہیں جو ٹھنڈے میں کنڈلی بناتے ہیں (کم لزوجت) اور گرم میں پھیلتے ہیں (لزوجت کو برقرار رکھتے ہیں)۔

واٹر اسٹرائیڈرز سطح کے تناؤ کا فائدہ اٹھاتے ہیں، لیکن پانی کی لزوجت کا بھی فائدہ اٹھاتے ہیں۔ ان کی ٹانگوں کی حرکتیں بھنور پیدا کرتی ہیں جو لزج مزاحمت کے خلاف دھکیلتی ہیں، انہیں آگے بڑھاتی ہیں۔ صفر لزوجت والے سیال (نظریاتی) میں، وہ حرکت نہیں کر سکتے تھے—وہ بغیر کسی گرفت کے پھسل جاتے۔

آئزک نیوٹن نے پرنسپیا میتھمیٹکا میں لزوجت کی وضاحت کی۔ سیالوں میں 'اندرونی رگڑ' کا تصور متعارف کرایا۔

جین پوائزیل نے کیپلریوں میں خون کے بہاؤ کا مطالعہ کیا۔ پوائزیل کا قانون اخذ کیا جو بہاؤ کی شرح کو لزوجت سے جوڑتا ہے۔

جارج اسٹوکس نے لزج بہاؤ کے لیے مساواتیں اخذ کیں۔ حرکی اور حرکیاتی لزوجت کے درمیان تعلق ثابت کیا۔

اوسبورن رینالڈز نے رینالڈز نمبر متعارف کرایا۔ لزوجت کو بہاؤ کے نظام (لیمینار بمقابلہ ٹربولنٹ) سے جوڑتا ہے۔

سیبولٹ وسکومیٹر امریکہ میں معیاری بنایا گیا۔ ایفلوکس کپ کا طریقہ پیٹرولیم انڈسٹری کا معیار بن گیا۔

پوائس اور اسٹوکس کو CGS یونٹس کا نام دیا گیا۔ 1 P = 0.1 Pa·s, 1 St = 1 cm²/s معیاری بن گئے۔

پچ ڈراپ تجربہ کوئنز لینڈ یونیورسٹی میں شروع ہوا۔ اب بھی جاری ہے—تاریخ کا سب سے طویل لیبارٹری تجربہ۔

SI نے Pa·s اور m²/s کو معیاری اکائیوں کے طور پر اپنایا۔ سینٹی پوائس (cP) اور سینٹی اسٹوکس (cSt) عام رہے۔

ASTM D445 حرکیاتی لزوجت کی پیمائش کو معیاری بناتا ہے۔ کیپلری وسکومیٹر صنعتی معیار بن جاتا ہے۔

گھومنے والے وسکومیٹر غیر نیوٹنی سیالوں کی پیمائش کو ممکن بناتے ہیں۔ پینٹ، پولیمر، خوراک کے لیے اہم۔

ڈیجیٹل وسکومیٹر پیمائش کو خودکار بناتے ہیں۔ درجہ حرارت کنٹرول شدہ حمام ±0.01 cSt تک درستگی کو یقینی بناتے ہیں۔

موٹر آئل، ہائیڈرولک سیال، اور بیئرنگ چکنائی کا انتخاب:

• SAE گریڈز: 10W-30 کا مطلب ہے 10W @ 0°F، 30 @ 212°F (حرکیاتی لزوجت کی رینج)
• ISO VG گریڈز: VG 32، VG 46، VG 68 (حرکیاتی لزوجت @ 40°C cSt میں)
• بیئرنگ کا انتخاب: بہت پتلا = گھسنا، بہت گاڑھا = رگڑ/گرمی
• لزوجت انڈیکس (VI): درجہ حرارت کی حساسیت کی پیمائش کرتا ہے (زیادہ = بہتر)
• ملٹی گریڈ آئلز: اضافی اجزاء درجہ حرارت کے دوران لزوجت کو برقرار رکھتے ہیں
• ہائیڈرولک سسٹمز: عام طور پر 32-68 cSt @ 40°C بہترین کارکردگی کے لیے

ایندھن، خام تیل، اور ریفائننگ لزوجت کی خصوصیات:

• بھاری ایندھن کا تیل: cSt @ 50°C میں ماپا جاتا ہے (پمپ کرنے کے لیے گرم کرنا ضروری ہے)
• ڈیزل: 2-4.5 cSt @ 40°C (EN 590 کی خصوصیت)
• خام تیل کی درجہ بندی: ہلکا (<10 cSt)، درمیانہ، بھاری (>50 cSt)
• پائپ لائن کا بہاؤ: لزوجت پمپنگ پاور کی ضروریات کا تعین کرتی ہے
• بنکر ایندھن کے گریڈز: IFO 180، IFO 380 (cSt @ 50°C)
• ریفائننگ کا عمل: لزوجت توڑنا بھاری حصوں کو کم کرتا ہے

کوالٹی کنٹرول اور عمل کی اصلاح:

• شہد کی درجہ بندی: 2,000-10,000 cP @ 20°C (نمی پر منحصر ہے)
• شربت کی مستقل مزاجی: میپل کا شربت 150-200 cP، مکئی کا شربت 2,000+ cP
• ڈیری: کریم کی لزوجت ساخت اور منہ کے احساس پر اثر انداز ہوتی ہے
• چاکلیٹ: 10,000-20,000 cP @ 40°C (ٹیمپرنگ کا عمل)
• مشروبات کی کاربونیشن: لزوجت بلبلوں کی تشکیل پر اثر انداز ہوتی ہے
• کھانا پکانے کا تیل: 50-100 cP @ 20°C (دھوئیں کا نقطہ لزوجت سے متعلق ہے)

پینٹ، چپکنے والے، پولیمر، اور عمل کا کنٹرول:

• پینٹ کی لزوجت: 70-100 KU (کریبس یونٹس) اطلاق کی مستقل مزاجی کے لیے
• سپرے کوٹنگ: عام طور پر 20-50 cP (بہت گاڑھا بند ہو جاتا ہے، بہت پتلا بہتا ہے)
• چپکنے والے: 500-50,000 cP اطلاق کے طریقے پر منحصر ہے
• پولیمر پگھل: 100-100,000 Pa·s (ایکسٹروژن/مولڈنگ)
• پرنٹنگ سیاہی: فلیکوگرافک کے لیے 50-150 cP، آفسیٹ کے لیے 1-5 P
• کوالٹی کنٹرول: لزوجت بیچ کی مستقل مزاجی اور شیلف لائف کی نشاندہی کرتی ہے

حرکی لزوجت (Pa·s, poise) کسی سیال کے شیئر کے خلاف اندرونی مزاحمت کی پیمائش کرتی ہے—اس کی مطلق 'گاڑھا پن'۔ حرکیاتی لزوجت (m²/s, stokes) حرکی لزوجت کو کثافت سے تقسیم کیا جاتا ہے—یہ کشش ثقل کے تحت کتنی تیزی سے بہتا ہے۔ ان کے درمیان تبدیل کرنے کے لیے آپ کو کثافت کی ضرورت ہے: ν = μ/ρ۔ اس طرح سوچیں: شہد کی حرکی لزوجت زیادہ ہوتی ہے (یہ گاڑھا ہوتا ہے)، لیکن پارے کی بھی 'پتلا' ہونے کے باوجود حرکیاتی لزوجت زیادہ ہوتی ہے (کیونکہ یہ بہت کثیف ہے)۔

پیمائش کے درجہ حرارت پر سیال کی کثافت جانے بغیر نہیں۔ 20°C کے قریب پانی کے لیے، 1 cP ≈ 1 cSt (کیونکہ پانی کی کثافت ≈ 1 g/cm³ ہے)۔ لیکن موٹر آئل کے لیے (کثافت ≈ 0.9)، 90 cP = 100 cSt۔ ہمارا کنورٹر غلطیوں کو روکنے کے لیے کراس ٹائپ تبادلوں کو روکتا ہے۔ یہ فارمولا استعمال کریں: cSt = cP / (کثافت g/cm³ میں)۔

SAE لزوجت کے گریڈ حرکیاتی لزوجت کی رینجوں کی وضاحت کرتے ہیں۔ '10W' کا مطلب ہے کہ یہ کم درجہ حرارت کے بہاؤ کی ضروریات کو پورا کرتا ہے (W = موسم سرما، 0°F پر ٹیسٹ کیا گیا)۔ '30' کا مطلب ہے کہ یہ زیادہ درجہ حرارت کی لزوجت کی ضروریات کو پورا کرتا ہے (212°F پر ٹیسٹ کیا گیا)۔ ملٹی گریڈ آئل (جیسے 10W-30) درجہ حرارت کے دوران لزوجت کو برقرار رکھنے کے لیے اضافی اجزاء استعمال کرتے ہیں، سنگل گریڈ آئل (SAE 30) کے برعکس جو گرم ہونے پر ڈرامائی طور پر پتلے ہو جاتے ہیں۔

سیبولٹ یونیورسل سیکنڈز (SUS) اس بات کی پیمائش کرتے ہیں کہ 60mL سیال کو ایک کیلیبریٹڈ سوراخ سے بہنے میں کتنا وقت لگتا ہے۔ تجرباتی فارمولا یہ ہے: cSt = 0.226×SUS - 195/SUS (SUS > 32 کے لیے)۔ مثال کے طور پر، 100 SUS ≈ 21 cSt۔ SUS اب بھی پیٹرولیم اسپیکس میں استعمال ہوتا ہے حالانکہ یہ ایک پرانا طریقہ ہے۔ جدید لیبارٹریز حرکیاتی وسکومیٹر استعمال کرتی ہیں جو ASTM D445 کے مطابق براہ راست cSt کی پیمائش کرتی ہیں۔

زیادہ درجہ حرارت مالیکیولز کو زیادہ حرکی توانائی دیتا ہے، جس سے وہ ایک دوسرے کے اوپر آسانی سے پھسل سکتے ہیں۔ مائعات کے لیے، لزوجت عام طور پر فی °C 2-10% کم ہوتی ہے۔ 20°C پر موٹر آئل 200 cP ہو سکتا ہے لیکن 100°C پر صرف 15 cP (13 گنا کمی!)۔ لزوجت انڈیکس (VI) اس درجہ حرارت کی حساسیت کی پیمائش کرتا ہے: زیادہ VI والے تیل (100+) لزوجت کو بہتر طور پر برقرار رکھتے ہیں، کم VI والے تیل (<50) گرم ہونے پر ڈرامائی طور پر پتلے ہو جاتے ہیں۔

زیادہ تر ہائیڈرولک سسٹمز 25-50 cSt @ 40°C پر بہترین کام کرتے ہیں۔ بہت کم (<10 cSt) اندرونی رساؤ اور گھسنے کا سبب بنتا ہے۔ بہت زیادہ (>100 cSt) سست ردعمل، زیادہ بجلی کی کھپت، اور گرمی کے جمع ہونے کا سبب بنتا ہے۔ اپنے پمپ بنانے والے کی خصوصیت کو چیک کریں—وین پمپس 25-35 cSt کو ترجیح دیتے ہیں، پسٹن پمپس 35-70 cSt کو برداشت کرتے ہیں۔ ISO VG 46 (46 cSt @ 40°C) سب سے عام عام مقصد والا ہائیڈرولک تیل ہے۔

کوئی نظریاتی زیادہ سے زیادہ نہیں ہے، لیکن 1 ملین cP (1000 Pa·s) سے اوپر عملی پیمائشیں مشکل ہو جاتی ہیں۔ بٹومین/پچ 100 ارب Pa·s تک پہنچ سکتا ہے۔ کچھ پولیمر پگھل 1 ملین Pa·s سے زیادہ ہو جاتے ہیں۔ انتہائی لزوجتوں پر، مائع اور ٹھوس کے درمیان کی حد دھندلا جاتی ہے—یہ مواد لزج بہاؤ (مائعات کی طرح) اور لچکدار بحالی (ٹھوس کی طرح) دونوں کو ظاہر کرتے ہیں، جسے ویسکوالاسٹیٹی کہتے ہیں۔

پوائس جین لیونارڈ میری پوائزیل (1840 کی دہائی) کو عزت دیتا ہے، جس نے کیپلریوں میں خون کے بہاؤ کا مطالعہ کیا تھا۔ اسٹوکس جارج گیبریل اسٹوکس (1850 کی دہائی) کو عزت دیتا ہے، جس نے لزج بہاؤ کے لیے مساواتیں اخذ کیں اور حرکی اور حرکیاتی لزوجت کے درمیان تعلق ثابت کیا۔ ایک رین (پاؤنڈ-فورس سیکنڈ فی مربع انچ) کا نام اوسبورن رینالڈز (1880 کی دہائی) کے نام پر رکھا گیا ہے، جو سیال کی حرکیات میں رینالڈز نمبر کے لیے مشہور ہیں۔