لزجت

گرانروی چیست؟

تعداد بازدید: 36221
کد مطلب: 11695
تاریخ انتشار: 10:16 23 مرداد 1391

گرانروی چیست؟

 
 

لزجت (Viscosityخاصیت 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.

تغییرات لزجت مایعات با دما را می توان با معادله زیر بیان کرد : رابطه لزجت

 

که a و b ضرایب ثابت و تابع نوع مایع هستند.

تغییرات لزجت گازها را می توان با معادله زیر بیان نمود :

µ0 یک لزجت معین در دمای مطلق  273 کلوین (T0) و N به نوع گاز بستگی دارد.

معادله ساترلند هم برای تیین لزجت گازها به کار می رود که موضوع بحث کتب سیالات می باشد.

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.

 
 

وسکوزیته مطلق یا ضریب ویسکوزیته مطلق اندازه گیری مقاومت داخلی است. ویسکوزیته مطلق نیروی مماس در واحد سطح مورد نیاز برای حرکت دادن یک صفحه افقی با توجه به سرعت واحد توسط مایع است.

ویسکوزیته دینامیکی طبق رابطه زیر محاسبه می شود:

τ = μ dc/dy       

که در این رابطه τ تنش برشی و μ ویسکوزیته دینامیکی می باشد.

 
 

نسبت لزجت دینامیکی به چگالی را لزجت سینماتیک می نامند.       رابطه لزجت سینماتیک      

 

لزجت سینماتیک بر خلاف لزجت دینامیکی تابع فشار است. با افزایش فشار، لزجت سینماتیک گازها کاهش می یابد ولی لزجت سینماتیک مایعات افزایش می یابد. و با توجه به کاهش قابل ملاحظه چگالی گازها با دما، تغییرات لزجت سینماتیکی گازها با دما زیادتر از تغییرات لزجت دینامیکی است.

 

زمانی که وزن مخصوص آب در دمای 68.4oF (20.2oC) برابر یک می باشد، ویسکوزیته جنبشی آب در دمای 68.4oF (20.2oC) معادل 1.0 cSt می باشد.

رابطه بین ویسکوزیته دینامیکی و جنبشی را مطابق زیر نیز می توانیم تعریف کنیم:

ν = 6.7197 10-4 μ / γ      

که در این رابطه ν ویسکوزیته جنبشی بر حسب(ft2/sμ ویسکوزیته دینامیکی بر حسب (cP) و γ  وزن مخصوص بر حسب(lb/ft3 ) می باشد.

 

 
 

لزجت دینامیکی

cP

P (Poise)

Pa·s

1×103

1×102

1

1×10

1

1×10–2

1

1×10–1

1×10–3

 

 

لزجت سینماتیکی

cSt

St

m2/s

1×106

1×102

1

1×104

1

1×10–2

1

1×10–4

1×10–6

1cSt=1mm2/s
 
 

مایعات

ویسکوزیته
(Poise)

Acetone

0.0032

اتیل الکل

0.012

خون کامل

0.04

خون پلاسما

0.015

بنزین

0.006

گلیسیرین

14.9

جیوه

0.016

نفت سبک

1.1

نفت سنگین

6.6

آب

0.01

 
        

         

گازها

ویسکوزیته
(Poise)

هوا

0.00018

هلیم

0.00019

متان

0.00020

نیتروژن

0.00018

اکسیژن

0.00020

بخار آب

0.00013

 
 

ویسکوزیته های اعلام شده در 20 درجه سانتی گراد اند به جز خون و خون پلاسما که در دمای 37 درجه بدن و بخار آب که 100 درجه سانتی گراد می باشند.

 
 

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.

واحد های رایج دیگر برای ویسکوزیته:

Saybolt Universal Seconds (or SUS, SSU)

SUS  برای اندازه گیری ویسکوزیته مورد استفاده می شود. در این نوع اندازه گیری 60 میلی لیتر از یک سیال نفتی را از یک سوراخ کالیبره(ویسکوزمتر) عبور می دهند ( با کنترل دما و طبق آزمون ASTM D 88). و با واحد های

 SSU (Seconds Saybolt Universal)  یا  SSF (Saybolt Seconds Furol)

 

بین ویسکوزیته دینامیکی و جنبشی رابطه دیگری خواهیم داشت:

ν = 4.63 μ / SG      

مثال در ارتباط با تبدیل وسکوزیته دینامیکی و جنبشی هوا:

ویسکوزیته جنبشی برای هوا در فشار 1 bar (105 Pa, N/m2) و دمای 40oC برابر 16.97 cSt (16.97 10-6 m2/s) می باشد.

برای محاسبه چگالی از قانون گاز ایده آل استفاده می کنیم:

ρ  = p / R T ρ = 105 (N/m2) / (287 (J/kg/K) (273 (oC) + 33 (oC)) = 1.113 (kg/m3)

برای محاسبه ویسکوزیته دینامیکی نیز خواهیم داشت:

μ = 1.113 (kg/m3) 16.97 10-6 (m2/s)

    = 1.88 10-5 (kg/m s, N.s/m2, P)

ویسکوزیته سینماتیکی می تواند از واحد SSU به Centistokes طبق زیر تبدیل شود:

νCentistokes = 0.226 νSSU - 195 / νSSU

در جایی که   νSSU < 100

و همچنین :

νCentistokes = 0.220 νSSU - 135 / νSSU

در جایی که  νSSU > 100

 
 

گِرانرَوی ، ویسکوزیته، یا لزجت عبارت است از مقاومت یک مایع در برابر اعمال تنش برشی. در یک سیال جاری (در حال حرکت)، که لایه‌های مختلف آن نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند، به‌مقدار مقاومت لایه‌های سیال در برابر لغزش روی هم گرانروی سیال می‌گویند. هرچه گرانروی مایعی بیشتر باشد، برای ایجاد تغییر شکل یکسان، به تنش برشی بیشتری نیاز است. به‌عنوان مثال گرانروی عسل از گرانروی شیر بسیار بیشتر است.

با افزایش دما لزجت سیالات مایع کاهش می یابدولی در گازها،قضیه برعکس است،البته درصد تغییرات آن برای سیالات مختلف متفاوت است... ادامه

 
 

ویسکوزیته اندازه گیری مقاومت روغن در برابر سیالیت (فشار برشی) تحت شرایط خاص می باشد. به زبان ساده ویسکوزیته میزان تمایل روغن به ماندن می باشد هنگامیکه فشار وارده توسط اجزای مکانیکی قصد جابجایی آنرا داشته باشد...ادامه

 
 

Viscosity is a measure of the resistance of a fluid which is being deformed by either shear stress or tensile stress. In everyday terms (and for fluids only), viscosity is "thickness" or "internal friction". Thus, water is "thin", having a lower viscosity, while honey is "thick", having a higher viscosity. Put simply, the less viscous the fluid is, the greater its ease of movement (fluidity)...more

 
 
نظرات درباره این مطلب
 
 
نام
پست الکترونیک
نظر
 
CAPTCHA Image
Reload Image
 
زهرا حجي پور
سلام با تشكرازمطالب خوبتان .من براي پروژه دانشگاهنياز به اطلاعاتي بيشتر در مورد ويسكوزيته دارم و همچنين نامچند شركت داخلي و خارجي در رابطه با دستگاه هاي اندنزه گيري ويسكوزيته ممنون ميشم اگر امكان داره راهنمايي كنيد .با تشكر
<<پاسخ به این نظر
15:29 07 اسفند 91
plus  2  
min   2
admin
با سلام دو فایل پی دی اف در رابطه با موضوع ویسکوزیته برایتان ایمیل شد.
<<پاسخ به این نظر
10:06 08 اسفند 91
plus  1  
min   0
admin
با سلام دو فایل پی دی اف در رابطه با موضوع ویسکوزیته برایتان ایمیل شد.
<<پاسخ به این نظر
10:06 08 اسفند 91
plus  0  
min   0
رحمان جلیلی
باسلام در مورداثر فشار بر ویسکوزیته سینماتیکی لطفا مر راهنمایی کنیدهم چنین درمورد روس محاسبه ویسکوزیته دینامیکی در یک همزن با سطح مقطع 2pr^2اگر اطلاعاتی دارید مرا راهنمایی کنید.
<<پاسخ به این نظر
20:07 19 مهر 92
plus  0  
min   0
محمد صفایی مهر
سلام. میخواستم مطلبی در مورد اینکه چرا به لزجت,لزجت دینامیکی و سینماتیکی میگویند. با تشکر از مطالبتون.
<<پاسخ به این نظر
23:38 30 مهر 92
plus  0  
min   0
تینا آ
سلام اول از همه سايتتون عاليه بعداينکه يه معادله داريم براي وسکوزيته مايعات و جامدات: A.exp(G0/RT) ضريب A تو اين معادله چي هستش؟ و اينکه رابطه ويسکوزيته گازها چيه؟غير رابطه بالا؟ميشه لطفاَ کمک کتيد؟خيلي مهمه
<<پاسخ به این نظر
02:52 10 آبان 92
plus  0  
min   0
مطالب مرتبط