ویسکوزیته

ویسکوزیته یا گرانروی چیست؟

ویسکوزیته یا گران روی مقاومت یک سیال (مایع یا گاز) در برابر تغییر شکل یا حرکت بخش های مجاور نسبت به یکدیگر است. این کمیت فیزیکی نشان دهنده مخالفت با جریان یافتن است.

سیالیت در مقابل ویسکوزیته است. و معیاری برای سهولت جریان یافتن یک مایع است. برای مثال عسل گرانروی بیشتری نسبت به آب دارد. از آنجایی که بخشی از سیال که مجبور به حرکت است تا حدودی قسمت‌های مجاور را با خود حمل می‌کند، ویسکوزیته ممکن است به عنوان اصطکاک داخلی بین مولکول‌ها در نظر گرفته شود. چنین اصطکاکی با ایجاد اختلاف سرعت در یک سیال مخالف است. ویسکوزیته عامل اصلی در تعیین نیروهایی است که هنگام استفاده از سیالات در روانکاری و حمل در خطوط لوله باید بر آنها غلبه کرد. جریان مایع را در فرآیندهایی مانند پاشش، قالب گیری تزریقی و پوشش سطحی بسیار مهم است.

تعریف ویسکوزیته

به عبارت دیگر تنش برشی تقسیم بر نرخ کرنش برشی برای یک سیال معین در دمای ثابت، ثابت است. این ثابت ویسکوزیته نامیده می شود. مایعاتی که به این شکل رفتار می کنند، سیالات نیوتنی نامیده می شوند. سر آیزاک نیوتن برای اولین بار این توصیف را بیان کرد. به افتخار او این توصیف ریاضی، ویسکوزیته نامیده شد. خاصیت متقابل ویسکوزیته، سیالیت نامیده می شود که معیاری برای سهولت جریان است.

اندازه گیری 

جمع‌آوری داده‌های این کمیت روی یک ماده به تولیدکنندگان این توانایی را می‌دهد تا پیش‌بینی کنند که ماده در دنیای واقعی چگونه رفتار می‌کند. به عنوان مثال: اگر پلیمر مد نظر ویسکوزیته مذاب مناسبی نداشته باشد، در مراحل قالب گیری و شکل دهی دچار مشکل خواهد شد. یا اگر خمیردندان ویسکوزیته مناسبی نداشته باشد، پمپاژ آن از منبع بسیار دشوار است یا بیش از حد خارج می شود.

همچنین دانستن ویسکوزیته یک ماده بر نحوه طراحی فرآیندهای تولید و حمل و نقل تأثیر می گذارد.

واحد اندازه گیری

واحد ویسکوزیته نیوتن-ثانیه بر متر مربع است که معمولاً به صورت پاسکال-ثانیه در واحدهای SI بیان می شود.

تاثیر دما

ویسکوزیته مایعات با افزایش دما به سرعت کاهش می یابد و ویسکوزیته گازها با افزایش دما افزایش می یابد. بنابراین، با گرم شدن، مایعات راحت تر جریان می یابند، در حالی که گازها کندتر جریان می یابند.

سیالات نیوتنی در مقابل سیالات غیر نیوتنی

اسحاق نیوتن، مردی که این فرمول را کشف کرد، فکر می کرد که در یک دما و تنش برشی معین، ویسکوزیته سیال بدون توجه به تغییرات نرخ برش ثابت می ماند.

نظریه نیوتون در موارد زیادی درست بود اما در همه موارد صدق نمی کرد. به همین دلیل این سیالات، سیالات نیوتونی نامیده می شود. بیشتر سیالات، اینگونه نیستند و به عوامل مختلفی بستگی دارند. به این مواد، سیالات غیر نیوتنی می گویند .

کاربرد 

در زیر نمونه هایی از کاربرد استفاده آورده شده است:

غذا

اندازه گیری گرانروی در صنایع غذایی برای به حداکثر رساندن راندمان تولید و اثربخشی هزینه استفاده می شود. این کمیت روی سرعت حرکت یک محصول از طریق لوله، مدت زمان گیرش یا خشک شدن و زمان لازم برای پخش مایع در بسته بندی تأثیر می گذارد. فرآیند تولید باید با در نظر گرفتن ویسکوزیته محصول طراحی شود، و اطمینان حاصل شود که لوله‌ها برای بهینه‌سازی جریان زاویه‌دار هستند، یا دستگاه‌های توزیع‌کننده نیروی مناسبی را برای القای جریان ارائه می‌دهند، اما نه آنقدر که بسته‌بندی بیش از حد پر شود.

ویسکوزیته نیز از ویژگی های بافت غذا است. به همین دلیل باید در طول تولید اندازه گیری و نظارت شود تا اطمینان حاصل شود که هر دسته سازگار است و فرآیند تولید را به طور صحیح و کاربردی طی می کند.

چسب ها

برای انتخاب ویسکوزیته مناسب برای چسب، نحوه جریان یا عدم جریان چسب روی قسمتی پس از چسباندن چسب را در نظر بگیرید. چسب‌های با ویسکوزیته پایین راحت‌تر از چسب‌های با ویسکوزیته بالا جریان می‌یابند، بنابراین اگر می‌خواهید یک چسب دقیقاً در همان جایی که قرار داده‌اید باقی بماند به جای پخش شدن یک چسب با ویسکوزیته بالا ایده‌آل است.

سایر صنایع

نفت: اندازه گیری گرانروی اثربخشی روغن روان کننده را نشان می دهد و عناصر طراحی خطوط لوله را تعیین می کند.

بتن: گرانروی رفتار خود تراز شدن و پمپاژ یک مخلوط را تعیین می کند.

لوازم آرایشی: هنگام طراحی انواع کرم ها، مرطوب کننده ها و انواع محصولات آرایشی باید گرانروی را در نظر گرفت.

ویسکوزیته

عوامل موثر بر ویسکوزیته

عوامل مختلفی که بر سیالیت و گرانروی یک سیال تأثیر می گذارد. عبارتند از:

  • دمای سیال: معمولاً گرانروی مایعات با افزایش دما کاهش می یابد. در مقابل، گرانروی گازها با افزایش دما افزایش می یابد.
  • شرایط جریان: برای جریان آرام، گرانروی مایع ثابت می ماند در حالی که برای جریان آشفته تغییر می کند.
  • فشار: با افزایش فشار معمولاً ویسکوزیته گازها افزایش می یابد. تراکم ناپذیر بودن مایعات تاثیر زیادی ندارد.
  • جریان چند فازی : ویسکوزیته جریان چند فازی تحت تأثیر حجم هر فاز است.
  • ذرات معلق: مواد معلق باعث افزایش گرانروی می شوند.

کلام آخر

مجموعه شمش پلاستیک آزادی تولید کننده انواع شمش، بوشن، لوله، میله، ورق، فوم و… می باشد. از جمله محصولات این مجموعه می توان به زلامید، فایبرگلاس و… اشاره کرد. برای خرید ورق پلی اتیلن و خرید ورق پلی آمید کلیک کنید.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

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