|
ویسکوزیته بالک نامیده می شود این ویسکوزیته با نرخ افزایش و یا کاهش حجم متناسب است این نوع ویسکوزیته به ویسکوزیته نوع دوم هم شناخته
میشود. این نوع ویسکوزیته هنگامی خود را نشان میدهد که تغییر حجم ناگهانی در سیال رخ دهد مانند جریانهای صوتی و یا شاکها.
ویسکوزیته یک سیال بسیار به دما وابسته است و در هر دو نوع ویسکوزیته جنبشی و دینامیکی بسیار موثر وهمچنین دمای مرجع نیز باید در کنار آنها ذکر شده باشد. در استاندارد ISO 8217 درجه حرارت مرجع برای باقی ماندن در حالت مایع C 1000 است. برای مایع تقطیر دمای مرجع C 400 است.
• برای مایع : ویسکوزیته سینماتیکی(جنبشی) با افزایش درجه حرارت، کاهش پیدا می کند.
• برای گاز: ویسکوزیته سینماتیکی با افزایش درجه حرارت، افزایش پیدا می کند.
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 مغشوش ( Torbulent Flow ) در اين ناحيه مايع حرکت آرام خود را از دست داده و ذرات مايع داراي حرکات کتفاوتي در جهتهاي 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 تز 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 بازدازندگي آنها را اصطلاحاٌ نيروي برشي يا Shear Stress ناميده مي شود و با نماد τ نشان داده مي شود .
ويسکوزيته معيار بسيار مناسبي براي روانروي يا گرانروي سيالات در لوله ها مي باشد براي سيالت 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 .
100 centipoise = 1g/cm.s = 0.1 Pa.s
معمولاٌ ويسکوزيته را در دماي معيني اندازه مي گيرند و به عنوان مرجع از آن استفاده مي کنند براي آب خالص اين مقدار در دماي20 درجه اندازه گيري شده است و برابر است با1.0 cP (at 20°C). و اين آب مرجع و مبناي محاسبات ساير وسکوزيته 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
m²/s 0.0001 = s ²/ cm 1= 1 stokes = 100 centistokes
لزجت (Viscosity)، خاصیت مقاومت سیال در برابر نیروهای وارد بر آن و ایجاد تنش برشی است. لزجت عامل اصلی انتقال مومنتم در لایه های سیال می باشد و هنگامی ظاهر می شود که بین لایه های سیال حرکت نسبی وجود داشته باشد. واضح است که لزجت مایعات بیشتر از گازهاست.
لزجت ناشی از دو عامل زیر است :
الف) نیروهای جاذبه مولکولی (cohensive) که در مایعات مطرح می شود.
ب) نیروهای تبادل مومنتم مولکولی که در گازها مطرح می گردد.
چند نکته مهم :
•در مایعات با افزایش دما نیروی بین مولکولی کاهش یافته و در نتیجه لزجت کاهش می یابد.
•در گازها با افزایش دما تعداد برخوردها زیاد شده و در نتیجه تبادل مومنتم مولکولی افزایش می یابد که حاصل آن افزایش لزجت است.
•میزان تغییرات لزجت با دما در مایعات بیشتر از گازهاست.
•اگر افزایش فشار خیلی زیاد نباشد لزجت مستقل از فشار است ولی در تغییر فشارهای بالا، لزجت مایعات و گازها با افزایش فشار افزایش می یابد. توجه داشته باشید که بی اثر بودن فشار روی لزجت گازها به این دلیل است که با افزایش فشار، سرعت برخورد مولکولی افزایش یافته ولی طول برخورد کاهش می یابد که این دو، اثر مخالف روی لزجت دارند و در نتیجه لزجت گازها مستقل از فشار خواهد بود.
سیال ایده آل : سیالی است که لزجت آن صفر بوده و تراکم ناپذیر باشد.
گاز ایده آل : سیالی است که لزجت آن غیر صفر بوده تراکم پذیر باشد.
== سقوط در سیال گرانرو ==
| 