Ero pintajännityksen ja viskositeetin välillä

Pintajännitys vs viskositeetti

Viskositeetti ja pintajännitys ovat kaksi erittäin tärkeää ilmiötä nesteiden mekaniikkaan ja staattisuuteen nähden. Näiden ilmiöiden vaikutukset vaikuttavat kenttiin, kuten hydrodynamiikka, aerodynamiikka ja jopa ilmailu. On välttämätöntä, että näillä ilmiöillä on vakaa tieto, jotta voimme menestyä näillä aloilla. Tässä artikkelissa verrataan viskositeettia ja pintajännitystä ja esitetään näiden kahden erot.

Mikä on pintajännitys?

Harkitse homogeenista nestettä. Jokaisella nesteen keskiosissa olevalla molekyylillä on täsmälleen sama määrä voimaa, joka vetää sitä molemmille puolille. Ympäröivät molekyylit vetävät keskeistä molekyyliä tasaisesti joka suuntaan. Mieti nyt pintamolekyyliä. Sillä on vain voimia, jotka vaikuttavat siihen kohti nestettä. Ilma-neste-tarttuvuusvoimat eivät ole edes läheskään yhtä vahvoja kuin neste-neste-koheesiovoimat. Siksi pintamolekyylit houkuttelevat kohti nesteen keskustaa, muodostaen pakatun kerroksen molekyylejä. Tämä molekyylien pintakerros toimii ohuena kalvona nesteessä. Jos otamme tosielämän esimerkin vesijäähdyttimestä, se käyttää tätä ohutta kalvoa asettaakseen itsensä veden pinnalle. Se liukuu tällä kerroksella. Jos sitä ei ole tällä kerroksella, se hukkuu heti. Pintajännitys määritellään voimaksi, joka on yhdensuuntainen pinnan kanssa kohtisuorassa pintaan vedettyyn yksikköpituusviivaan nähden. Pintajännityksen yksiköt ovat Nm^-1. Pintajännitys määritellään myös energiana pinta-alayksikköä kohti. Tämä antaa pintajännitykselle myös uuden yksikön Jm^-2. Pintajännitys, joka tapahtuu kahden sekoittumattoman nesteen välillä, tunnetaan rajapintajännityksenä.

Mikä on viskositeetti?

Viskositeetti määritellään nesteen resistanssin mittaksi, joka muuttuu joko leikkausjännityksen tai vetolujuuden vaikutuksesta. Yleisemmin sanottuna viskositeetti on nesteen ”sisäinen kitka”. Sitä kutsutaan myös nesteen paksudeksi. Viskositeetti on yksinkertaisesti kitka nesteen kahden kerroksen välillä, kun nämä kaksi kerrosta liikkuvat toisiinsa nähden. Sir Isaac Newton oli fluidimekaniikan edelläkävijä. Hän väitti, että Newtonin nesteelle kerrosten välinen leikkausjännitys on verrannollinen nopeusgradientiin kerrosten kanssa kohtisuorassa suunnassa. Tässä käytetty suhteellinen vakio (suhteellisuuskerroin) on nesteen viskositeetti. Viskositeetti merkitään yleensä kreikkalaisella kirjaimella “µ”. Nesteen viskositeetti voidaan mitata viskosimeereillä ja reometrillä. Viskositeettiyksiköt ovat Pascal-sekuntia (tai Nm^-2s). Cgs-järjestelmä käyttää Jean Louis Marie Poiseuille -nimistä yksikköä ”poise” viskositeetin mittaamiseen. Nesteen viskositeetti voidaan mitata myös useilla kokeilla. Nesteen viskositeetti riippuu lämpötilasta. Viskositeetti laskee lämpötilan noustessa.

τ = μ ∂u / ∂y

Viskositeettiyhtälöt ja mallit ovat erittäin monimutkaisia ​​muille kuin Newtonin nesteille.