La viscosidad es una propiedad importante del fluido cuando se analiza el comportamiento del líquido y el movimiento del fluido cerca de los límites del sólido. La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a la deformación gradual por esfuerzo cortante o tensión de tracción. La resistencia al cizallamiento en un fluido es causada por la fricción Inter-molecular ejercida cuando las capas de fluido intentan deslizarse entre sí.,
- La viscosidad es la medida de la resistencia de un fluido al flujo
- La melaza es altamente viscosa
- El agua es medio viscosa
- El gas es bajo viscoso
hay dos medidas relacionadas de la viscosidad del fluido
- dinámico (o absoluto)
- cinemático
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viscosidad absoluta – coeficiente de viscosidad absoluta – es una medida de resistencia interna., La viscosidad dinámica (absoluta) es la fuerza tangencial por unidad de área requerida para mover un plano horizontal con respecto a otro plano – a una velocidad unitaria – cuando se mantiene una distancia unitaria en el fluido.
el esfuerzo de cizallamiento entre las capas de un fluido no turbulento que se mueve en líneas paralelas rectas se puede definir para un fluido newtoniano como
el esfuerzo de cizallamiento se puede expresar
La ecuación (1) se conoce como la Ley de Newtons de fricción.,
(1) se puede reorganizar para expresar la viscosidad dinámica como
μ = τ dy / dc
= τ / γ (1b)
en el sistema SI las unidades de Viscosidad dinámica son N s/m2, Pa S O kg/(m s) – donde
- 1 Pa s = 1 N S/m2 = 1 kg/(m s) = 0.67197 lbm/(ft s) = 0.67197 SLUG/(ft s) = 0.02089 lbf s/ft2
- 1 poise = 1 Dina s/cm2 = 1 g/(cm s) = 1/10 Pa s = 1/10 N S/m2
para uso práctico, el poise es normalmente demasiado grande y, por lo tanto, la unidad a menudo se divide por 100 en la unidad más pequeña centipoise (CP) – donde
- 1 P = 100 CP
- 1 CP = 0.,01 poise = 0.01 gramo por cm segundo = 0.001 Pascal segundo = 1 milipascal segundo = 0.001 N S/m2
El agua a 20.2 oC (68.4 oF) tiene la viscosidad absoluta de una – 1 – centiPoise.
- Absoluta (Dinámica) de la Viscosidad Convertidor en Línea
Líquido | Viscosidad Absoluta *) (N s/m2, Pa s) |
---|---|
Aire | 1.,983 10-5 |
Water | 10-3 |
Olive Oil | 10-1 |
Glycerol | 100 |
Liquid Honey | 101 |
Golden Syrup | 102 |
Glass | 1040 |
*) at room temperature
- Absolute or Dynamic Viscosity of common Liquids
Kinematic Viscosity
Kinematic viscosity is the ratio of – absolute (or dynamic) viscosity to density – a quantity in which no force is involved., La viscosidad cinemática se puede obtener dividiendo la viscosidad absoluta de un fluido con la densidad de masa del fluido como
en el sistema SI la unidad teórica de viscosidad cinemática es m2/s-o el Stoke (St) comúnmente utilizado donde
- 1 St (Stokes) = 10-4 m2/s = 1 cm2/s
Stoke proviene del sistema de unidad CGS (centímetro gramo segundo).,o la unidad más pequeña centiStoke (cSt) – donde
- 1 St = 100 cSt
- 1 cSt (centiStoke) = 10-6 m2/s = 1 mm2/s
- 1 m2/s = 106 centiStokes
- Viscosidad Cinemática – convertidor en línea
- viscosidad cinemática de líquidos y fluidos comunes
una conversión de viscosidad absoluta a viscosidad cinemática en unidades imperiales se puede expresar como
viscosidad y temperatura de referencia
la viscosidad de un fluido es altamente dependiente de la temperatura, y para que la viscosidad dinámica o cinemática sea significativa, se debe citar la temperatura de referencia., EN ISO 8217 la temperatura de referencia para un fluido residual es de 100oC. Para un líquido destilado, la temperatura de referencia es de 40oC.
- Para un líquido-la viscosidad cinemática disminuye con una temperatura más alta
- Para un gas – la viscosidad cinemática aumenta con una temperatura más alta
Aplicaciones móviles relacionadas de Engineering ToolBox
- Kinematic viscosity converter App
Esta es una aplicación gratuita que se puede usar sin conexión en dispositivos móviles.,
Otras Unidades de viscosidad
segundos universales Saybolt (o sus, SSU)
segundos universales Saybolt (o SUS) Es una unidad alternativa para medir la viscosidad. El tiempo de salida es Saybolt Universal Seconds (SUS) requerido para que 60 mililitros de un producto petrolífero fluyan a través del orificio calibrado de un viscosímetro Saybolt Universal – bajo una temperatura cuidadosamente controlada y según lo prescrito por el método de prueba ASTM D 88. Este método ha sido reemplazado en gran medida por el método de viscosidad cinemática., Saybolt segundos universales también se llama el número SSU (segundos Saybolt Universal) o número SSF (Saybolt segundos Furol).
viscosidad Cinemática en SSU versus dinámica o absoluta viscosidad puede ser expresado como
SG = Gravedad Específica
vcentiStokes = viscosidad cinemática (centiStokes)
- SSU a otras temperaturas
Grados Engler
Grados Engler es utilizado en Gran Bretaña como una escala para medir la viscosidad cinemática., A diferencia de las escalas Saybolt y Redwood, la escala Engler se basa en Comparar el flujo de la sustancia que se está probando con el flujo de otra sustancia: el agua. La viscosidad en grados Engler es la relación entre el tiempo de un flujo de 200 centímetros cúbicos del fluido cuya viscosidad se está midiendo-al tiempo de flujo de 200 centímetros cúbicos de agua a la misma temperatura (generalmente 20oC pero a veces 50OC o 100oC) en un medidor de viscosidad Engler estandarizado.,
Fluidos newtonianos
un fluido donde el esfuerzo de cizallamiento está linealmente relacionado con la velocidad de la cepa de cizallamiento – se designa como un fluido newtoniano.
un material newtoniano se conoce como líquido verdadero ya que la viscosidad o consistencia no se ve afectada por el cizallamiento, como la agitación o el bombeo a una temperatura constante. La mayoría de los líquidos comunes, tanto líquidos como gases, son fluidos newtonianos. El agua y los aceites son ejemplos de líquidos newtonianos.,
Distorsionar-adelgazamiento o Pseudo-plástico Líquidos
Una Cizalla de adelgazamiento o pseudo-plástico líquido es un fluido donde la viscosidad disminuye con el aumento de la velocidad de cizallamiento. La estructura es independiente del tiempo.
fluidos tixotrópicos
un fluido tixotrópico tiene una estructura dependiente del tiempo. La viscosidad de un fluido tixotrópico disminuye con el aumento del tiempo – a una velocidad de cizallamiento constante.
Ketchup y mayonesa son ejemplos de materiales tixotrópicos. Parecen gruesos o viscosos, pero son posibles de bombear con bastante facilidad.,
fluidos Dilatantes
un fluido Espesante de cizallamiento – o fluido dilatante – aumenta la viscosidad con agitación o deformación por cizallamiento. Los fluidos dilatantes se conocen como fluidos no Newton.
algunos líquidos dilatantes pueden volverse casi sólidos en una bomba o tubería. Con la agitación, la crema se convierte en mantequilla y compuestos de caramelo. La lechada de arcilla y líquidos muy llenos similares hacen lo mismo.
Bingham Plastic Fluids
un fluido de plástico Bingham tiene un valor de rendimiento que debe excederse antes de que comience a fluir como un fluido. A partir de ese punto, la viscosidad disminuye con el aumento de la agitación., La pasta de dientes, la mayonesa y la salsa de tomate son ejemplos de tales productos.
ejemplo-aire, convertir entre Viscosidad Cinemática y absoluta
la viscosidad cinemática del aire a 1 bar (1 105 Pa, N / m2) y 40oC es 16.97 cSt (16.97 10-6 m2/s).
La densidad del aire puede ser estimado con la Ley del Gas Ideal
La viscosidad absoluta se puede calcular como
μ = 1.113 (kg/m3) 16.97 10-6 (m2/s)
= 1.,88 10-5 (kg/(m s), N s/m2)
Viscosity of some Common Liquids
centiStokes (cSt, 10-6 m2/s, mm2/s) |
Saybolt Second Universal (SSU, SUS) |
Typical liquid |
---|---|---|
0.1 | Mercury | |
1 | 31 | Water (20oC) |
4.3 | 40 | Milk SAE 20 Crankcase Oil SAE 75 Gear Oil |
15.7 | 80 | No., 4 fuel oil |
20.6 | 100 | Cream |
43.,d>2000 | SAE 140 Gear Oil | |
1100 | 5000 | Glycerine (20oC) SAE 250 Gear Oil |
2200 | 10000 | Honey |
6250 | 28000 | Mayonnaise |
19000 | 86000 | Sour cream |
- Viscosity Converting Chart
Kinematic viscosity can be converted from SSU to Centistokes with
Viscosity and Temperature
Kinematic viscosity of fluids like water, mercury, oils SAE 10 and oil no., 3-y los gases como el aire, el hidrógeno y el helio se indican en el siguiente diagrama. Tenga en cuenta que
- para líquidos-la viscosidad disminuye con la temperatura
- para gases-la viscosidad aumenta con la temperatura
medición de la viscosidad
se utilizan tres tipos de dispositivos para medir la viscosidad
- viscosímetro de tubo capilar
- viscosímetro Saybolt
- viscosímetro giratorio