Почему эпоксидные покрытия экологичны

Вязкость — это термин, который часто обсуждается в механике жидкостей.

Вязкость является одним из свойств жидкости и очень важна для изучения поведения потока жидкости. Все жидкости, будь то в жидком или газообразном состоянии, обладают определённой вязкостью.

В этой статье мы рассмотрим более подробно этот термин.

**Что такое вязкость?**

Термин «вязкость» происходит от латинского слова Viscum, которое означает липкость.

В механике жидкостей вязкость определяется как мера сопротивления жидкости течению под действием приложенной силы.

Для движущейся жидкости вязкость объясняет её трение. Таким образом, жидкость с высокой вязкостью создаёт большее внутреннее трение, чтобы сопротивляться течению, в то время как жидкость с более низкой вязкостью создаёт меньшее трение. Как правило, жидкости имеют более высокую вязкость, чем газы.

Рассмотрим следующий пример, чтобы понять концепцию вязкости. Если мы переливаем воду и мёд в контейнер, вы заметите, что вода течёт более плавно и быстро, чем мёд.

Это потому, что мёд более липкий, чем вода. Следовательно, мёд оказывает большее сопротивление движению, чем вода, и поэтому вода течёт более свободно, чем мёд.

**Важность вязкости**

Вязкость жидкости является противоположностью её текучести, которая указывает на то, насколько легко жидкость может течь. Это, по сути, внутреннее трение между молекулами, составляющими жидкость. Для транспортировки жидкостей, инженерии смазки, распыления, формования и нанесения покрытий вязкость играет первостепенную роль, поскольку она контролирует поток жидкости.
Знание информации об этой вязкости очень важно для прогнозирования поведения жидкости. Например, если томатный соус внутри трубы не имеет правильной вязкости, он может не выходить из трубы или, наоборот, может течь слишком сильно.

**Обозначение вязкости**

С точки зрения математической науки, вязкость можно определить как отношение вязкого напряжения к скорости деформации. Символом вязкости является μ — греческая буква «мю». Символ μ широко используется. Однако некоторые физики и химики предпочитают использовать η — греческую букву «эта» — в качестве символа вязкости.

**Измерение вязкости**

Измерение вязкости жидкостей имеет решающее значение для понимания их характеристик течения. Для измерения вязкости используются различные типы приборов. Эти измерительные устройства известны как вискозиметры и реометры. К распространённым инструментам для измерения вязкости относятся:

– Капиллярный вискозиметр
– Вискозиметр с падающим шариком
– Ротационный вискозиметр
– Акустический реометр
– Микрофлюидный реометр
– Чашка Цана
– Вибрационный вискозиметр
– Флуоресцентная корреляционная спектроскопия

**Факторы, влияющие на вязкость**

На вязкость влияют несколько факторов, включая:

– **Давление:** Повышение давления обычно увеличивает вязкость газов. Однако из-за несжимаемости жидкостей оно оказывает небольшое влияние на жидкости.
– **Температура жидкости:** Как правило, вязкость жидкостей уменьшается с повышением температуры. Напротив, вязкость газов увеличивается с повышением температуры.
– **Условия течения:** Для ламинарного течения вязкость жидкости остаётся постоянной, в то время как для турбулентного течения вязкость изменяется.
– **Многофазное течение:** На вязкость многофазного течения влияет объём каждой фазы.
– **Взвешенные частицы:** Эти частицы увеличивают вязкость.

**Вязкость воды**

Вязкость воды при 20°C составляет 1 сантипуаз или 1 cP. Что касается жидкостей, вязкость уменьшается с повышением температуры. Это также относится к воде. В таблице ниже показана динамическая вязкость воды при различных температурах.

| Температура (°C) | Вязкость (cP) |
|——————|—————|
| 10 | 1.3059 |
| 20 | 1.0016 |
| 30 | 0.79722 |
| 50 | 0.54652 |
| 70 | 0.40355 |
| 90 | 0.31417 |
| 100 | 0.2822 |

**Кинематическая вязкость воды**

Кинематическую вязкость воды можно легко получить, разделив приведённые выше значения динамической вязкости на плотность воды, как показано в следующей таблице:

| Температура (°C) | Кинематическая вязкость (м²/с × 10⁻⁶) |
|——————|—————————————-|
| 10 | 1.3059 |
| 20 | 1.004 |
| 30 | 0.801 |
| 50 | 0.553 |
| 70 | 0.413 |
| 90 | 0.326 |
| 100 | 0.294 |

**Вязкость некоторых распространённых материалов**

| Материал | Температура (°C) | Вязкость (cP) |
|——————-|——————|——————–|
| Бензол | 25 | 0.604 |
| Воздух | 25 | 18.5×10⁻³ |
| Ртуть | 25 | 1.526 |
| Цельное молоко | 50 | 2.12 |
| Оливковое масло | 26 | 56.2 |
| Мёд | 20 | 2,000–10,000 |
| Кетчуп | 25 | 5,000–20,000 |

**Закон вязкости Ньютона**

Связь между напряжением сдвига и скоростью сдвига жидкости под механическим напряжением устанавливается законом Ньютона. При заданных температуре и давлении закон вязкости Ньютона гласит, что напряжение сдвига между двумя соседними слоями в жидкости пропорционально градиенту скорости между этими слоями. Проще говоря, отношение напряжения сдвига к скорости сдвига в жидкости является постоянным и определяется как коэффициент вязкости. Ньютоновские жидкости подчиняются закону вязкости Ньютона.
Неньютоновские жидкости не подчиняются этому закону и поэтому имеют другую вязкость, которая зависит от скорости сдвига. Динамическая вязкость — это коэффициент вязкости, определённый в этом законе.

**Практическое применение вязкости**

Концепция вязкости широко используется в науке и технике:

– Молекулярная масса органических жидкостей определяется с помощью вязкости.
– В инженерии смазки данные о вязкости и её изменении с температурой являются абсолютной необходимостью для выбора подходящей смазки для конкретного оборудования.
– Информация о вязкости необходима для определения различных лекарств, таких как сиропы.
– Кулинарные масла, жиры и т.д. производятся с определённой вязкостью.
– Жевательные резинки, чистящие средства, охлаждающие жидкости, тормозная жидкость, косметика и т.д. требуют информации о вязкости во время производства.
– Кровообращение в нашем теле также зависит от вязкости.

**Высокая вязкость**

Высокая вязкость обычно означает, что жидкость более густая. Жидкость с высокой вязкостью оказывает большее сопротивление. Например, между водой и мёдом мёд имеет более высокую вязкость по сравнению с водой. Следовательно, сила сопротивления течению воды будет ниже по сравнению с мёдом.