Cтраница 3

За единицу измерения динамической вязкости принимается вязкость такой среды, в которой на площадь слоя в 1 м2 действует сила внутреннего трения в 1 Н при градиенте скорости, равном 1 с - (Н - с / м2), или 0 1 Па-с. Вязкость газов очень мала и не превышает 0 01 мПа - с, с повышением давления она увеличивается.  

Динамическая вязкость является мерой сопротивления, оказываемого жидкостью или газом при сдвиге их частиц относительно друг друга. За единицу измерения динамической вязкости принят пуаз. Пуаз - это вязкость такой жидкости, в которой сила в 1 дин перемещает друг относительно друга слои жидкости площадью 1 см, находящиеся на расстоянии 1 см, со скоростью 1 см / скк.  

Измерения вязкости нематиков при изменении внешнего давления позволяют установить связь величины вязкости с молекулярной упаковкой и свободным объемом, так как при увеличении давления уменьшается межмолекулярное расстояние. В проведены измерения динамической вязкости методом падающего шарика, в - вращательной вязкости методом вращающегося магнитного поля.  

Вязкость т) (в пз) называют динамической вязкостью. Некоторые приборы служат для измерения динамической вязкости, другие - для кинематической.  

В литературе приводится довольно много данных о зависимости ц (t) для тех или иных систем, однако они относятся к конкретным материалам. Следует также подчеркнуть, что в ряде работ контроль за ходом отверждения даже на начальных стадиях вязкого течения осуществлялся динамическим методом путем измерения конечной динамической вязкости ц (t) и ц (0 при фиксированной частоте. Измерение л (t) и i (t) для таких систем дает практически эквивалентную информацию.  

Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость. Единица измерения динамической вязкости па-скаль-секунда - Па-с, на практике используют обычно мПа - с. Величина, обратная динамической вязкости, называется текучестью.  

Этот метод является самым распространенным после капиллярного и позволяет проводить измерения вязкости в диапазоне от сантипуаз до гигапуаз как ньютоновских, так и неньютоновских жидкостей, определять такие реологические характеристики, как ползучесть, релаксацию напряжений, сдвиговую прочность и др. Метод обладает одним существенным преимуществом. Он является практически единственным прямым методом измерения динамической вязкости и не требует для определения ц знания плотности жидкости.  

Это эквивалентно утверждению о том, что в методе поляризованного рассеяния на большие углы измеряют релаксацию расстояния между концами цепи, тогда как в методе малоуглового деполяризованного рассеяния - релаксацию квадрата этого расстояния, причем последняя величина также определяется методами измерения динамической вязкости и дихроизма остановленного потока. Результаты, полученные методом КРЛС (T. ПС с М 21 3 106 в бутаноне-2 при 25 С и тх 18 мс для ДНК тимуса теленка с М 15 - 106), находятся в очень хорошем соответствии с результатами, полученными другими релаксационными методами, например методом измерения динамической вязкости или дихроизма остановленного потока.  

Динамической вязкостью называется свойство жидкостей или газов, характеризующее их сопротивляемость скольжению или сдвигу. В простейшем случае, когда все слои жидкости движутся параллельно друг другу, сила сопротивления движению, приходящаяся на единицу площади в плоскости слоя, равна коэффициенту вязкости т, умноженному на градиент скорости в перпендикулярном направлении. Таким образом, за единицу измерения динамической вязкости принимается вязкость потока жидкости, в которой линейная скорость под действием давления сдвига в 1 Па имеет градиент 1 м / с на метр расстояния, перпендикулярного к плоскости сдвига. В более сложном случае движения жидкости, когда скорости частиц в разных точках объема не параллельны друг другу, силы сопротивления движению будут иметь различное направление. Если выделить в жидкости произвольно ориентированную площадку, то силы сопротивления можно разложить на нормальные и касательные к ней. Отнесенные к единице площади, эти силы называют нормальными и касательными напряжениями в жидкости. В соответствии с законом Стокса нормальные и касательные напряжения пропорциональны первым производным от деформаций по времени.  

Кроме того, из механических свойств элементарных веществ существенное значение имеет вязкость, характеризующая внутреннее трение вещества, возникающее при перемещении одного слоя его относительно другого. Различают вязкость кинематическую и абсолютную динамическую. Кинематическую вязкость измеряют в квадратных метрах на секунду или в квад-рзтны сантиметрах на секунду. Абсолютная динамическая вязкость равна произведению кинематической вязкости на плотность; единицей измерения динамической вязкости является паска ль - секунда. Вязкость веществ существенно зависит от температуры, причем вязкость газов с повышением температуры увеличивается, а вязкость жидкостей, наоборот, уменьшается. Вязкости различных элементарных веществ в жидком состоянии довольно сильно отличаются друг от друга.  

Масла, тормозные жидкости, трансмиссионные жидкости, составы для гидравлических систем, топливо - все эти эксплуатационные материалы имеют основные и косвенные свойства и характеристики. Если для одних жидкостей важны степень воспламенения и испаряемость, то для других важнее текучесть и вязкость. Именно о вязкости мы и поговорим сегодня.

Вязкость и от чего она зависит

Если говорить о вязкости жидкостей в принципе, то её измерение диктуется целым рядом факторов. К примеру, вязкость крови измеряют для одних целей, а вязкость ракетного топлива совсем для других. Именно по этому единица измерения вязкости жидкости может выражаться несколькими величинами и вычисляться по нескольким алгоритмам. Для тех жидкостей, которым этот параметр не принципиально важен, к примеру, вода.

Каждое вещество состоит из молекул, которые могут в определённых пределах сдвигаться друг относительно друга. Способность жидкости сопротивляться сдвигу частиц, из которых она состоит, называют вязкостью. Вязкость может зависеть от массы параметров, как внешних условий, так и внутренних свойств молекулярных связей в том или ином веществе. К примеру, вязкость любой жидкости в той или иной степени зависит от температуры, в то же время, на показатель вязкости влияет химический состав. Взаимодействие этих факторов и формирует коэффициент вязкости вещества.

Кинематическая и динамическая вязкость, их определение

Вязкость любой жидкости характеризуют динамический и кинематический коэффициенты. В лабораторной системе измерений единицей измерения кинематического коэффициента вязкости считают сантистокс. Показатель вычисляют в диапазоне температур от 40 до 120 градусов. Этот параметр определяется с помощью капиллярного вискозиметра путём замера количества вытекающей жидкости через калиброванное отверстие при определённой температуре за определённый промежуток времени.

Абсолютная, или динамическая вязкость, определяется без учёта плотности вещества. Этот коэффициент выражает сопротивление, возникающее при перемещении жидкостей на определённой скорости, которые находятся на расстоянии 1 см друг от друга. Для измерения динамической вязкости применяют ротационный вискозиметр. В лабораторных условиях и тот и другой коэффициент могут иметь множество размерностей, в зависимости от сферы применения жидкости:

динамическая вязкость может выражаться в паскаль/секундах, пуазах, сантипуазах;

кинематическая вязкость выражается в градусах Энглера, секундах Сейболта, стоксах, сантистоксах, квадратных сантиметрах в секунду.

Вязкость автомобильных жидкостей

Как видим, классификаций вязкости жидкостей достаточно много и чтобы не путаться в этих параметрах каждая сфера деятельности выбирает себе наиболее удобную систему измерения, исходя из особенностей использования жидкости. Так в автомобилестроении принят определённый стандарт по вязкости масла тоже. Этот стандарт называется SAE и его сертифицировали по американскому стандарту J300 АРR97. Каждая из автомобильных жидкостей имеет свои параметры - для масла важна вязкость и текучесть, для трансмиссионного масла - то же самое плюс наличие присадок, для тормозной жидкости плотность.

Длина и расстояние Масса Меры объема сыпучих продуктов и продуктов питания Площадь Объем и единицы измерения в кулинарных рецептах Температура Давление, механическое напряжение, модуль Юнга Энергия и работа Мощность Сила Время Линейная скорость Плоский угол Тепловая эффективность и топливная экономичность Числа Единицы измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Угловая скорость и частота вращения Ускорение Угловое ускорение Плотность Удельный объем Момент инерции Момент силы Вращающий момент Удельная теплота сгорания (по массе) Плотность энергии и удельная теплота сгорания топлива (по объему) Разность температур Коэффициент теплового расширения Термическое сопротивление Удельная теплопроводность Удельная теплоёмкость Энергетическая экспозиция, мощность теплового излучения Плотность теплового потока Коэффициент теплоотдачи Объёмный расход Массовый расход Молярный расход Плотность потока массы Молярная концентрация Массовая концентрация в растворе Динамическая (абсолютная) вязкость Кинематическая вязкость Поверхностное натяжение Паропроницаемость Паропроницаемость, скорость переноса пара Уровень звука Чувствительность микрофонов Уровень звукового давления (SPL) Яркость Сила света Освещённость Разрешение в компьютерной графике Частота и длина волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Электрический заряд Линейная плотность заряда Поверхностная плотность заряда Объемная плотность заряда Электрический ток Линейная плотность тока Поверхностная плотность тока Напряжённость электрического поля Электростатический потенциал и напряжение Электрическое сопротивление Удельное электрическое сопротивление Электрическая проводимость Удельная электрическая проводимость Электрическая емкость Индуктивность Американский калибр проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Магнитодвижущая сила Напряженность магнитного поля Магнитный поток Магнитная индукция Мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Радиоактивный распад Радиация. Экспозиционная доза Радиация. Поглощённая доза Десятичные приставки Передача данных Типографика и обработка изображений Единицы измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 сантипуаз [спз] = 0,001 паскаль-секунда [Па·с]

Исходная величина

Преобразованная величина

паскаль-секунда килограмм-сила-сек. на кв. метр ньютон-сек. на кв. метр миллиньютон-секунда на кв. метр дина-секунда на кв. сантиметр пуаз эксапуаз петапуаз терапуаз гигапуаз мегапуаз килопуаз гектопуаз декапуаз деципуаз сантипуаз миллипуаз микропуаз нанопуаз пикопуаз фемтопуаз аттопуаз фунт-сила-сек. на кв. дюйм фунт-сила-сек. на кв. фут паундаль-секунда на кв. фут грамм на сантиметр в секунду слаг на фут в секунду фунт на фут в секунду фунт на фут в час рейн

Подробнее о динамической вязкости

Общие сведения

Вязкость - свойство жидкостей противостоять силе, которая вызывает их текучесть. Вязкость подразделяют на два типа - на динамическую и кинематическую . В отличие от кинематической вязкости, динамическая или абсолютная вязкость - независима от плотности жидкости, так как она определяет внутреннее трение в жидкости. Абсолютная вязкость часто связана с напряжением сдвига, то есть напряжением, которое вызвано силой, действующей параллельно поперечному сечению тела, или, в нашем случае, жидкости. Для примера, представим жидкость настолько вязкую, что на протяжении нескольких минут она может держать форму, например куба, практически без изменений. Это может быть, например, густое фруктовое повидло. Положим этот куб на тарелку, и проведем по его верхней стороне рукой параллельно этой стороне. Сила, с которой рука действует на повидло, вызывает напряжение сдвига. Так как повидло очень вязкое, то оно потянется за рукой и куб изменит свою форму. То есть вязкость - это свойство повидла не растекаться, а, наоборот, следовать движению руки.

В основном вязкость - это свойство жидкостей и газов, хотя иногда твердые тела также описывают с помощью вязкости. Особенно это свойство присуще телам, если они подвергаются малому, но постоянному напряжению, и их форма постепенно искажается. Высокая вязкость вещества характеризуется высоким сопротивлением напряжению сдвига.

Когда говорят о вязкости вещества, то обязательно указывают температуру, при которой тело имеет эту вязкость, так как это свойство изменяется в зависимости от температуры. Например, гораздо легче размешать теплый мед, чем холодный, так как он менее вязок. То же происходит и со многими маслами. К примеру, оливковое масло при комнатной температуре совсем не вязкое, но в холодильнике его вязкость заметно увеличивается.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости

Кода говорят о вязкости, различают два типа жидкостей: ньютоновские и неньютоновские. Вязкость первых не зависит от силы, на них действующей. Со вторыми дело обстоит сложнее, так как в зависимости от величины этой силы и от того, как она приложена, они становятся более или менее вязкими. Хороший пример неньютоновской жидкости - сливки. В обычных условиях они почти совсем не вязкие. Их вязкость не изменяется, даже если приложить к ним небольшую силу, например, медленно мешать их ложкой. Если же увеличить эту силу, например если мешать их миксером, то вязкость также начнет постепенно увеличиваться, пока не станет настолько велика, что сливки смогут держать форму (взбитые сливки). Также ведут себя и сырые яичные белки.

Вязкость в повседневной жизни

Знания о вязкости и о том, как ее измерять и поддерживать, помогают и в медицине, и в технике, и в кулинарии, и в производстве косметики. Косметические компании зарабатывают огромную прибыль на том, что смогли найди идеальный баланс вязкости, который нравится покупателям.

Вязкость и косметика

Чтобы косметика держалась на коже, ее делают вязкой, будь это жидкий тональный крем, блеск для губ, подводка для глаз, тушь для ресниц, лосьоны, или лак для ногтей. Вязкость для каждого изделия подбирается индивидуально, в зависимости от того, для какой цели оно предназначено. Блеск для губ, например, должен быть достаточно вязким, чтобы долго оставаться на губах, но не слишком вязким, иначе тем, кто им пользуется, будет неприятно ощущать на губах что-то липкое. В массовом производстве косметики используют специальные вещества, называемые модификаторами вязкости. В домашней косметике для тех же целей используют разные масла и воск.

В гелях для душа вязкость регулируют для того, чтобы они оставались на теле достаточно долго, чтобы смыть грязь, но не дольше, чем нужно, иначе человек почувствует себя снова грязным. Обычно вязкость готового косметического средства изменяют искусственно, добавляя модификаторы вязкости.

Лосьоны, кремы и мази, лекарственные или косметические, различают по их вязкости. Все три вещества - эмульсии воды и жирных веществ, например масел. Эмульсии состоят из смеси двух или более несмешивающихся друг с другом веществ - в нашем случае, жира и воды. Чем больше в них содержится жира, тем они более вязкие. Чтобы стабилизировать эмульсию, часто используют эмульгаторы. Они нередко присутствуют в косметических средствах. Например, часто используются эмульгирующий воск, и цетилстеариловый эфир. Первый - это воск, обработанный средством, похожим на моющее, а второй - смесь насыщенных жирных кислот. Жирная и водная основы в некоторых лосьонах не смешаны, а разделены, как если бы мы налили в стакан пополам растительного масла и воды, не перемешивая их. Перед употреблением бутылочку с таким лосьоном взбалтывают, создавая кратковременную эмульсию. Позже она возвращается в прежнее состояние. Обычно в таких смесях водная основа менее вязкая, чем жирная основа, поэтому при взбалтывании вязкость всего лосьона становится где-то между водной и жирной основой.

Наибольшая вязкость - у мазей. Вязкость кремов - ниже, а лосьоны - наименее вязкие. Благодаря этому лосьоны ложатся на кожу более тонким слоем, чем мази и кремы, и действуют на кожу освежающе. По сравнению с более вязкой косметикой, их приятно использовать даже летом, хотя втирать их нужно сильнее и чаще приходится наносить повторно, так как они долго не задерживаются на коже. То, что они не так сильно держатся на волосах, позволяет успешно использовать их на голове и в других местах, где есть волосы, особенно как лекарственные средства. Мы часто представляем себе спиртовой раствор, когда слышим слово «лосьон», но на самом деле спирт в них уже почти не используется. Кремы и мази дольше остаются на коже, чем лосьоны, и сильнее ее увлажняют. Их особенно хорошо использовать зимой, когда в воздухе меньше влаги. В холодную погоду, когда кожа сохнет и трескается, очень помогают такие средства как, например, масло для тела - это что-то среднее между мазью и кремом. Мази намного дольше впитываются и после них кожа остается жирной, но они намного дольше остаются на теле. Поэтому их часто используют в медицине.

От того, понравилась ли вязкость косметического средства покупателю, часто зависит, выберет ли он это средство в будущем. Именно поэтому производители косметики тратят много усилий на то, чтобы получить оптимальную вязкость, которая должна понравиться большинству покупателей. Один и тот же производитель часто выпускает продукт для одних и тех же целей, например гель для душа, в разных вариантах и с разной вязкостью, чтобы у покупателей был выбор. Во время производства строго следуют рецепту, чтобы вязкость соответствовала стандартам.

Использование вязкости в кулинарии

Чтобы улучшить оформление блюд, сделать еду более аппетитной и чтобы ее было легче есть, в кулинарии используют вязкие продукты питания. Продукты с большой вязкостью, например, соусы, очень удобно использовать, чтобы намазывать на другие продукты, как хлеб. Их также используют для того, чтобы удерживать слои продуктов на месте. В бутерброде для этих целей используют масло, маргарин, или майонез - тогда сыр, мясо, рыба или овощи не соскальзывают с хлеба. В салатах, особенно многослойных, также часто используют майонез и другие вязкие соусы, чтобы эти салаты держали форму. Самые известные примеры таких салатов - селедка под шубой и оливье. Если вместо майонеза или другого вязкого соуса использовать оливковое масло, то овощи и другие продукты не будут держать форму. В салате часто предпочитают более вязкие соусы, но майонез содержит насыщенные жиры, которые наносят вред здоровью. Поэтому те, кто стараются питаться здоровой пищей, часто заменяют майонез смесью маложирного или обезжиренного йогурта и оливкового масла. Йогурт придает соусу вязкости, которую не может дать оливковое масло, а оливковое масло - тонкий аромат и немного жирности. В такой соус можно добавить приправ, например трав, бальзамического уксуса, или сока лимона, и тогда соус будет не только полезнее для здоровья, но и намного вкуснее майонеза. Важно только не переусердствовать с оливковым маслом, так как хоть оно и не содержит холестерина, количество жиров и калорий в нем достаточно высоко.

Вязкие продукты с их способностью удерживать форму используют также для украшения блюд. Например, йогурт или майонез на фотографии не только остаются в той форме, которую им придали, но и поддерживают украшения, которые на них положили.

По этой же причине так популярны сливочные соусы для макарон. При нагревании сливок и масла, они густеют и становятся более вязкими, что помогает при украшении блюд и придает соусу приятную консистенцию. В таком виде смесь этих двух продуктов используют как основу для сливочных соусов. Томатный соус не такой вязкий, как сливочный. Так как в сливках и масле содержится большой процент жира, в диетическом питании их часто заменяют молоком. При нагревании молоко загустевает намного хуже, чем сливки и масло, поэтому для увеличения его вязкости используют муку или крахмал. При этом может ухудшиться вкус блюда, особенно если добавить слишком много муки или крахмала, поэтому в таких соусах часто используют больше приправ, хотя это зависит от мастерства повара.

Вязкость растительных масел обычно недостаточно высока, поэтому для удобства использования их в кулинарии масла подвергают гидрогенизации. С помощью этого процесса производят маргарин. Гидрогенизированные масла лучше держатся на хлебе и других продуктах, а также их можно взбивать - свойство, которое часто используют в выпечке. Благодаря низкой цене и высокой вязкости, до недавнего времени маргарин пользовался большой популярностью на кухне. Теперь его используют реже, потому что с ним связан ряд проблем, например высокий уровень транс- и насыщенных жиров. Эти жиры повышают уровень холестерина в организме. В последнее время производители стараются уменьшить количество этих жиров, поэтому покупая маргарин, стоит проверить информацию о жирах на этикетке.

Вязкость в медицине

В медицине необходимо уметь определять и контролировать вязкость крови, так как высокая вязкость способствует ряду проблем со здоровьем. По сравнению с кровью нормальной вязкости, густая и вязкая кровь плохо движется по кровеносным сосудам, что ограничивает поступление питательных веществ и кислорода в органы и ткани, и даже в мозг. Если ткани получают недостаточно кислорода, то они отмирают, так что кровь с высокой вязкостью может повредить как ткани, так и внутренние органы. Повреждаются не только части тела, которым нужно больше всего кислорода, но и те, до которых крови дольше всего добираться, то есть, конечности, особенно пальцы рук и ног. При обморожении, например, кровь становится более вязкой, несет недостаточно кислорода в руки и ноги, особенно в ткань пальцев, и в тяжелых случаях происходит отмирание ткани. В такой ситуации пальцы, а иногда и части конечностей приходится ампутировать.

Высокая вязкость крови может быть вызвана не только низкими температурами, но также и наследственными заболеваниями или физиологическими аномалиями, при которых в крови слишком много кровеносных телец, слишком мало плазмы, или повышен холестерин. Лечится эта проблема медленным нагреванием обмороженных участков, разжижением крови дополнительной плазмой, а также другими способами.

Влияние вязкости на процесс извержения вулкана

Во время извержения вулкана вязкость магмы влияет на силу извержения. Чем меньше вязкость, тем более низкое давление требуется, чтобы вытолкнуть ее из кратера, и тем лучше она будет растекаться по склонам горы. Примеры таких вулканов - на Гавайских островах. Так как жидкую магму низкой вязкости легче вытолкнуть из кратера, то и извержения в таких вулканах случаются чаще, но они менее бурные, чем у вулканов с вязкой магмой.

Вулкан выталкивает вязкую магму из кратера при высоком давлении, и извержения похожи на взрывы, а не на плавно изливающуюся реку. Эти взрывы происходят из-за того, что в магме содержатся пузырьки воздуха. Такие взрывы очень опасны, так как их трудно предсказать. Одно из известных извержений такого типа - извержение Везувия в Помпеях в 79 году, которое погребло под лавой и пеплом несколько городов.

Увидеть извержение вулкана удается немногим, к тому же в большинстве случаев это опасно. Тем не менее, можно увидеть похожее явление у себя на кухне. Поставьте два вида супа на кухонную плиту, и доведите их до кипения. Один суп должен быть низкой вязкости, например куриный бульон, а второй - наоборот высокой вязкости, например суп-потаж или суп-пюре. Бульон будет кипеть, пока не выкипит вся жидкость, но скорее всего он лишь немного запачкает плиту, и то, только в том случае, если кастрюля переполнена. Кипение вязкого супа будет намного более бурным из-за пузырьков воздуха, которые в нем находятся. Так ведет себя не только суп, но и любая вязкая жидкость, например манная каша на фотографии.

Вязкость магмы зависит от температуры и от химического состава. Чем больше в составе магмы диоксида кремния, тем она более вязкая, благодаря структуре молекул кремнезема.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Вязкостью называется способность жидкостей оказывать сопротивление усилиям, касательным к поверхности выделенного объёма, т. е. усилиям сдвига.

Пусть жидкость течёт вдоль плоской стенки (рисунок 1) слоями. Вследствие торможения со стороны стенки слои жидкости будут двигаться с разными скоростями, значения которых возрастают по мере удаления от стенки.

Рассмотрим два слоя, движущиеся на расстоянии

друг от друга. Ввиду разности скоростей, слой B сдвигается относительно слоя A на величину

за единицу времени. Величина

абсолютный сдвиг слоя B по слою A, а– градиент скорости (относительный сдвиг или скорость деформации). Касательное напряжение, поя

Рисунок - 1

(10)

или если слои находятся бесконечно близко друг к другу, то получают закон вязкостного трения Ньютона

(11)

Величина , характеризующая сопротивляемость жидкости касательному сдвигу, называется динамическим коэффициентом вязкости. В зависимости от выбора направления отсчета расстояний по нормали (от стенки рассматриваемой трубы Илии ее оси) градиент скорости может быть положительным или отрицательным. Знакв формуле (11) принимается таким, чтобы касательное напряжение было положительным.

Сила внутреннего трения в жидкости

(12)

т. е. она прямо пропорциональна динамическому коэффициенту вязкости, площади трущихся слоёв

и градиенту скорости.

В системе СИ динамический коэффициент вязкости имеет размерность . В системе СГС за единицу динамического коэффициента вязкости принимаютпуаз (Пз). Размерностьпуаза –

Следовательно,

или

При расчётах наиболее часто применяюткинематический коэффициент вязкости,

. (13)

Название «кинематический» этот коэффициент получил в связи с тем, что в его размерность входят единицы измерения только кинематических параметров и не входят единицы силы

В системе СИ кинематический коэффициент вязкости измеряется в (м 2 /с), в системе СГС – см 2 /с илистокс (Ст). Величину, в 100 раз меньшуюстокса , называютсантистоксом.

В практике, наряду с упомянутыми единицами измерения вязкости жидкости, используют условный градус Энглера (0 Е), определяемый одним из приборов для измерения вязкости – вискозиметром Энглера.

Под условным градусом Энглера понимают отношение времени истечения

м 3 (200 см 3) испытуемой жидкости, при данной температуре из латунного цилиндрического сосуда с коническим дном через калиброванное отверстие диаметром 2,8 мм, к времени истечения из этого же сосуда

м 3 дистиллированной воды при температуре 20 0 С.

По известному значению вязкости в условных градусах Энглера , кинематический коэффициент вязкости,, определяют по формуле

. (14)

Вязкость жидкостей в значительной степени зависит от температуры. При этом вязкость капельных жидкостей с увеличением температуры уменьшается (таблица 2), а вязкость газов возрастает. Это объясняется тем, что природа вязкости капельных жидкостей и газов различна. В газах средняя скорость теплового движения и длина свободного пробега молекул возрастает с повышением температуры, что приводит к увеличению вязкости. В капельных жидкостях молекулы могут лишь колебаться относительно среднего положения. Cростом температуры скорости колебательных движений молекул увеличиваются. Это облегчает возможность преодоления удерживающих их связей, и жидкость становится более подвижной и менее вязкой.

Таблица 2 - Коэффициент кинематической вязкости воды при различных температурах

Кинематический коэффициент вязкости капельных жидкостей при давлениях

слабо зависит от давления. В таблице 3 приведены значения коэффициента кинематической вязкости для некоторых жидкостей.

Таблица 3 – Коэффициент кинематической вязкости для некоторых жидкостей

Кинематический коэффициент вязкости газов при увеличении давления уменьшается.

ВЯЗКОСТЬ (а. visсоsity; н. Viskositat, Zahigkeit; ф. visсоsite; и. visсоsidad) —

1) свойство жидких и газообразных веществ оказывать сопротивление взаимному перемещению соседних слоёв (внутреннее трение). Согласно закону Ньютона, вязкость определяется как коэффициент пропорциональности между сопротивлением сдвига tH/м 2 и градиентом скорости движения слоев dv/dy, перпендикулярным направлению сдвига (поверхности слоя): t=n (dv/dy) = n D.

Различают вязкость динамическую n и кинематическую n, представляющую собой отношение динамической вязкости к плотности вещества n/r. Единицы измерения вязкости (СИ): динамической — 1Н с/м 2 = 1Па. с; кинематической — 1 м 2 /с.

Вязкость технических продуктов часто определяют в условных единицах — градусах Энглера (°Е) и Барбье (°В), секундах Сейболта ("S) и Редвуда ("R). Вязкость зависит от давления, температуры, а также иногда и от градиента среза D (неньютоновские среды; вязкость их включает т.н. структурную вязкость). Жидкости, вязкость которых не зависит от D, называются идеально вязкими (ньютоновскими).

Вязкость жидкостей в общем случае с повышением давления незначительно увеличивается, а с повышением температуры уменьшается (рис. 1, рис. 2, рис. 3, табл. 1). Вязкость пластовых возрастает при давлениях ниже давления насыщения. Определяется воздействием двух факторов: выделением растворённого газа, что вызывает увеличение вязкости остаточной нефти, и объёмным расширением нефти при снижении давления, что приводит к уменьшению вязкости. Первый фактор оказывает большее влияние. Вязкость газов заметно увеличивается как с повышением давления, так и температуры (табл. 2). Углеводородсодержащие флюиды, насыщающие в природных условиях, в зависимости от плотности обладают вязкостью, отличающейся на много порядков — от сотых долей мПа. с (для газов) до сотен тысяч и даже млн. мПа. с (высоковязкие тяжёлые нефти). Основная часть разрабатываемых традиционными методами содержит в продуктивных пластах нефть с востока в пределах 0,5-25 мПа. с, реже до 70 мПа. с. Вязкость разгазированных нефтей значительно выше (табл. 3). При этом углеводородсодержащие флюиды вязкости более 12-15 мПа. с считаются нефтями повышенной вязкости. Месторождения нефти с высокой вязкостью, в т.ч. структурной, разрабатываются с применением специальных методов добычи, основанных на использовании теплового воздействия, а также применении загущённых или химически активных вытесняющих агентов.

Вязкость вод, содержащихся в горных породах, изменяется в широких пределах в зависимости от минерализации, температуры и внутрипорового давления. На небольших глубинах вязкость маломинерализованных вод около 1 мПа. с, в глубокозалегающих пластах с высокой температурой (60-70°С и выше) вязкость минерализованных вод уменьшается до десятков долей мПа. с.

Вязкость — одна из важнейших технических характеристик нефти, продуктов её переработки, и фракций; определяет характер процессов извлечения нефти, её подъёма на дневную поверхность, промысловых сбора и подготовки, условия перевозки и перекачки продуктов, гидродинамического сопротивления при их транспортировании по и др. Для некоторых видов топлив и масел вязкость служит нормирующим показателем.

2) Способность горной породы необратимо поглощать энергию в процессе их деформирования. Вязкость обусловлена пластической деформацией и неупругостью горной породы. При пластической деформации вязкость количественно определяется как отношение величины касательных напряжений, возникающих в сдвигаемом слое, к скорости пластического течения и изменяется от 10 13 до 10 20 Па. с. Величина вязкости, связанная с неупругостью (упругое последействие, термоупругий эффект, упругий гистерезис) горной породы, пропорциональна коэффициенту механических потерь (декременту затухания), значения которого колеблются от 10 -1 до 10 -3 . При разрушении вязкость оценивается как работа деформирования горной породы, отнесённая к единице площади образца. Определяется по результатам ударных испытаний образцов на копре (ударная вязкость). Может быть рассчитана как произведение коэффициента пластичности на предел прочности горной породы. На практике определяют коэффициент относительной вязкости (специальными отрывниками, заделываемыми в испытуемый массив) как отношение усилия, требуемого для отделения некоторой части горной породы от массива, к величине усилия, необходимого для отделения от массива , принятого за эталон. Величина коэффициента изменяется от 0,5 до 3 (например, для 0,7; 1,2; 1,3; 1,9; 2,2). С увеличением вязкости возрастает поглощение , уменьшаются ползучесть и пород, возрастает энергоёмкость процессов дробления и измельчения пород при переработке полезных ископаемых и .