Vad är skillnaden mellan dynamisk och kinematisk viskositet?

En vätskas viskositet är en viktig fysisk egenskap som påverkar vätskans beteende när den strömmar. Mycket viskösa vätskor är mer motståndskraftiga mot deformation av spänningar och flyter mindre lätt, medan mindre viskösa vätskor flyter lättare och är mindre spänningsbeständiga. De två huvudsakliga sätten att mäta viskositet är i termer av dynamisk och kinematisk viskositet. Dessa åtgärder är relaterade till varandra, men har olika tillämpningar.

Dynamisk viskositet, även kallad absolut viskositet, är det vanligaste måttet. Det mäter motståndet hos en vätska att strömma – med andra ord, den inre friktionen hos vätskan, eller hur lätt den kan deformeras under mekanisk påkänning vid en given temperatur och tryck. Den tekniska definitionen av dynamisk viskositet är förhållandet mellan skjuvspänning och hastighetsgradient. När kraft appliceras vinkelrätt mot ytan av en vätska, deformeras den i sidled, eller skärs. Lättheten eller svårigheten med denna deformation är den dynamiska viskositeten, ibland bara kallad viskositet.

Kinematisk viskositet, däremot, mäter vätskans motstånd att strömma i närvaro av gravitation. Detta mått erhålls genom att ta vätskans dynamiska viskositet och dividera den med vätskans densitet. Ju högre viskositet vätskan har, desto mindre lätt kommer den att flyta under tyngdkraften och desto högre kommer dess kinematiska viskositet att vara.

Dynamisk och kinematisk viskositet uttrycks i olika måttenheter. International System of Units (SI) mätenheter för dynamisk viskositet är pascal-sekunder. Pascal är ett mått på trycket – i det här fallet skjuvspänningen som appliceras på vätskan – medan sekunder mäter tiden det tar att deformeras. Dynamisk viskositet kan också mätas med en enhet som kallas poise, ett annat mått som relaterar tryck kontra tid. Den vanliga enheten som används för att mäta kinematisk viskositet är stokes, eller kvadratcentimeter per sekund, även om ibland SI-enheten kvadratmeter per sekund används.

Användningen av dessa mätningar är avgörande för olika verkliga tillämpningar. Till exempel är det viktigt att formulera färg med en viss dynamisk viskositet för att säkerställa att den kan blandas och appliceras i rätt tjocklek. Mätningen av kinematisk viskositet används oftare i fall där en vätska måste strömma genom ett rör eller smörja maskineri, som i en bilmotor.

Produkter som motorolja som utsätts för varierande fysiska förhållanden måste ha en specifik dynamisk och kinematisk viskositet för att bete sig korrekt. Viskositeten hos vätskor ändras beroende på temperatur och tryck. Till exempel, i kallt väder tjocknar oljan och blir tätare, vilket gör att den flyter mindre lätt. Det är viktigt att känna till både de dynamiska och kinematiska viskositetsförhållandena i denna situation för att förutsäga hur oljan kommer att bete sig vid olika temperaturer.