لزجت | هوافضای جوان

لزجت

به احتمال زیاد برای شما هم پیش آمده است که به هنگام خوردن صبحانه، گاهی اوقات مقداری عسل به دست شما خورده و از چسبندگی بیش از حد آن اذیت شده اید. این چسبندگی بیش از حد عسل به دلیل مفهوم لزجت سیال می باشد.

لزجت و یا ویسکوزیته، مبنایی است برای اندازه گیری مقدار مقاومت مایع به جریان یافتن در حضور نیروهایی مانند تنش برشی. منشا این تنش های برشی معمولا نیروهای حجمی مانند وزن و یا نیروهایی از قبیل اختلاف فشار می باشند. این عمل به دلیل وجود نیروهای اصطکاکی موجود، در اندازه های بسیار کوچک، بین لایه های مختلف سیال به هنگام حرکت این لایه ها کنار همدیگر می باشد.

همه ی مایعات دارای مقدار لزجت مثبت می باشند. مقدار لزجت صفر فقط در مایعات در درجه حرارت نزدیک به صفر مطلق دیده شده است که به آنها سوپرفلوید گفته می‌شود. در سوپرفلوید ها لزجت صفر و در نتیجه اصطکاک بین لایه های سیال صفر می باشد. این بدان معنا است که هدر رفت انرژی جنبشی سیال صفر می باشد و سیال تا بینهایت از حرکت متوقف نمی شود.

هرچه مقدار لزجت بیشتر باشد، مایع میل کمتری به حرکت و به جریان افتادن دارد. در ویدیوی زیر، مایع سمت راست لزجت بیشتری دارد.

 

 

انواع لزجت:

در علم فیزیک سیالات، بسته به کاربردهای مختلف، انواع مختلفی از لزجت سیال تعریف شده است که به ترتیب به آنها می پردازیم.

لزجت دینامیکی (یا لزجت کل)

طبق تعریف، لزجت دینامیکی کمیتی است که مقدار نیروی لازم برای غلبه بر نیروهای اصطکاکی بین لایه های سیال را مشخص می کند. واحد لزجت دینامیک، پاسکال در ثانیه می باشد.

 

لزجت سینماتیکی

لزجت سینماتیک مقدار نسبت لزجت دینامیکی به چگالی مایع می باشد. این کمیت در شرایطی که هیچ نیروی خارجی بجز نیروی وزن مایع به سیال اعمال نشود، اندازه گیری می شود. واحد لزجت سینماتیک متر مربع تقسیم بر ثانیه می باشد.

یک نوع دیگر از لزجت که به لزجت نوع دوم و یا لزجت بالک معروف است، مربوط به اندازه گیری مقدار نیروی اصطکاکی موجود در سیال تراکم پذیر حین تراکم و یا گسترش سیال می باشد. این نوع از لزجت فقط در هنگامی که سیال به صورت مرتب در حال تراکم و یا گسترش می باشد، مانند شوک، اهمیت پیدا می کند. لزجت نوع دوم مقدار انرژی هدر رفته در شوک را توضیح می دهد.

 

اندازه گیری لزجت:

به طور کلی، اگر در فرایند اندازه گیری لزجت، نیروی خارجی به سیال وارد شود، لزجت دینامیک اندازه گیری می شود. اما اگر لزجت اندازه گیری شده فقط با نیروی وزن خود سیال باشد، لزجت سینماتیک اندازه گیری می شود.

یکی از پر کاربرد ترین ابزار اندازه گیری لزجت دینامیک، ویسکومتر چرخنده و یا Rotational Viscometer می باشد. این وسیله با چرخاندن یک میله در داخل سیال و با اندازه گیری نیروی لازم برای چرخاندن آن، مقدار لزجت سیال را اندازه می گیرد. در تصویر زیر یک نمونه از ویسکومتر چرخنده را می توان مشاهده کرد.

 

ویسکومتر چرخنده، ابزاری است که با آن می توان لزجت دینامیکی مایع را اندازه گیری کرد.

 

برای اندازه گیری لزجت سینماتیک راه های متنوعی وجود دارد، اما پر استفاده ترین روش، اندازه گیری مدت زمان لازم برای عبور سیال داخل لوله ی کپیلار می باشد. زمان اندازه گیری شده هنگام عبور سیال درون این لوله، به روش هایی کالیبره می شود و این زمان اندازه گیری شده را مستقیما به لزجت سینماتیک آن سیال ربط می دهند، به طوری که زمان اندازه گیری شده با لزجت سینماتیک رابطه ی مستقیم دارد. در تصویر زیر، یک نمونه از این وسیله را می توان دید.

 

تصویری از چندین لوله ی کپیلار. با استفاده از این ابزار می توان لزجت سینماتیکی سیال را محاسبه کرد.

 

منابع

http://www.cscscientific.com/csc-cientific-blog/whats-the-difference-between-dynamic-and-kinematic-viscosity

https://www.engineeringtoolbox.com/dynamic-absolute-kinematic-viscosity-d_412.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Viscosity

 

 


 

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.