ความหนืดกับความหนืดจลนศาสตร์ | ความหนืดไดนามิก ความหนืดสัมบูรณ์
ความหนืดเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญมากที่กล่าวถึงในกลศาสตร์ของไหล ความหนืดและความหนืดจลนศาสตร์มีการใช้งานที่หลากหลายในด้านต่างๆ เช่น พลศาสตร์ของไหล กลศาสตร์ของไหล อากาศพลศาสตร์ เคมี และแม้แต่วิทยาศาสตร์การแพทย์ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ดีในแนวคิดเรื่องความหนืดและความหนืดจลนศาสตร์เพื่อให้มีความโดดเด่นในด้านต่างๆ ที่กล่าวถึงข้างต้น ในบทความนี้ เราจะพูดถึงความหนืดและความหนืดจลนศาสตร์ คำจำกัดความ การใช้ความหนืดและความหนืดจลนศาสตร์ ความคล้ายคลึงกัน และสุดท้ายความแตกต่างระหว่างความหนืดจลนศาสตร์และความหนืด
ความหนืด
ความหนืดถูกกำหนดให้เป็นหน่วยวัดความต้านทานของของไหล ซึ่งถูกทำให้เสียรูปโดยความเค้นเฉือนหรือความเค้นแรงดึง โดยทั่วไปแล้ว ความหนืดคือ "แรงเสียดทานภายใน" ของของไหล นอกจากนี้ยังเรียกว่าความหนาของของเหลว ความหนืดเป็นเพียงความเสียดทานระหว่างชั้นของของเหลวสองชั้นเมื่อชั้นทั้งสองเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน Sir Isaac Newton เป็นผู้บุกเบิกกลศาสตร์ของไหล เขาตั้งสมมติฐานว่าสำหรับของไหลของนิวตัน ความเค้นเฉือนระหว่างชั้นเป็นสัดส่วนกับการไล่ระดับความเร็วในทิศทางตั้งฉากกับชั้นต่างๆ ค่าคงที่ตามสัดส่วน (ปัจจัยสัดส่วน) ที่ใช้ในที่นี้คือความหนืดของของไหล ความหนืดมักจะเขียนแทนด้วยตัวอักษรกรีก “µ” ความหนืดของของเหลวสามารถวัดได้โดยใช้เครื่องวัดความหนืดและรีโอมิเตอร์ หน่วยของความหนืดคือ Pascal-seconds หรือ Nm-2s ระบบ cgs ใช้หน่วย "poise" ซึ่งตั้งชื่อตาม Jean Louis Marie Poiseuille เพื่อวัดความหนืดความหนืดของของไหลสามารถวัดได้จากการทดลองหลายครั้ง ความหนืดของของเหลวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความหนืดจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
τ=μ (∂u/∂y)
สมการและแบบจำลองความหนืดนั้นซับซ้อนมากสำหรับของไหลที่ไม่ใช่ของนิวตัน ความหนืดมีสองรูปแบบหลัก คือความหนืดไดนามิกและความหนืดจลนศาสตร์ ความหนืดไดนามิกเรียกอีกอย่างว่าความหนืดสัมบูรณ์ ความหนืดไดนามิกคือการวัดความหนืดทั่วไปที่ใช้ในการคำนวณส่วนใหญ่ ซึ่งแสดงด้วย µ หรือ ɳ หน่วย SI ของความหนืดไดนามิกคือปาสกาลวินาที หากวางของเหลวที่มีความหนืด 1 วินาทีปาสกาลไว้ระหว่างแผ่นเปลือกโลกสองแผ่น และแผ่นหนึ่งถูกผลักไปด้านข้างด้วยแรงเฉือน 1 ปาสกาล มันจะเคลื่อนที่เป็นระยะทางเท่ากับความหนาของชั้นระหว่างแผ่นเปลือกโลกใน 1 วินาที
ความหนืดจลนศาสตร์
ในบางกรณี แรงเฉื่อยของของไหลก็มีความสำคัญเช่นกันในแง่ของการวัดความหนืดแรงเฉื่อยของของไหลขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของไหล ดังนั้นจึงมีการกำหนดคำศัพท์ใหม่ที่เรียกว่าความหนืดจลนศาสตร์เพื่อช่วยในการคำนวณดังกล่าว ความหนืดจลนศาสตร์ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของความหนืดไดนามิกต่อความหนาแน่นของของเหลว ความหนืดจลนศาสตร์ถูกอ้างถึงโดยคำว่า ν (ตัวอักษรกรีก nu) ความหนืดจลนศาสตร์มีหน่วยเมตรยกกำลังสองหารด้วยวินาที หน่วยสโต๊คยังใช้ในการวัดความหนืดจลนศาสตร์
ความหนืดและความหนืดจลนศาสตร์ต่างกันอย่างไร
• คำว่าความหนืดโดยทั่วไปหมายถึงทั้งความหนืดไดนามิกและความหนืดจลนศาสตร์
• ความหนืดไดนามิกไม่ขึ้นกับความหนาแน่นของของไหล แต่ความหนืดจลนศาสตร์ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลว
• ความหนืดจลนศาสตร์เท่ากับความหนืดไดนามิกหารด้วยความหนาแน่นของของเหลว