2.2.8. Вязкость

• Вязкость (внутреннее трение) - свойство текучих тел оказывать сопротивление передвижению одной их части относительно другой.

• Текучие тела могут иметь ньютоновский тип течения. Ньютоновскими жидкостями называют системы, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига и является постоянной величиной в соответствии с законом Ньютона.

• Неньютоновские жидкости не попадают под действие закона Ньютона, так как их вязкость зависит от напряжения сдвига.

• Для ньютоновских жидкостей различают динамическую, кинематическую, относительную, удельную, приведенную и характеристическую вязкости. Для неньютоновских жидкостей характерна, главным образом, структурная вязкость.

Динамическая вязкость или коэффициент вязкости п - это тангенциальная сила, приходящаяся на единицу поверхности, которая также называется напряжением сдвига t, выраженная в паскалях (Па), которую необходимо приложить для того, чтоб ы переместить слой жидкости площадью 1 м² со скоростью (v) 1 метр в секунду (мс^-1), находящийся на расстоянии (х) 1 метр относительно другого слоя, параллельно площади скольжения.

Величина dv/dx представляет собой градиент скорости и обусловливает скорость сдвига D, выраженную в обратных секундах (с^-1), таким образом: г = t: D.

Единицей динамической вязкости является паскаль-секунда (Пас). Чаще всего используется дольная единица - миллипаскаль-секунда (мПа^.с).

Кинематическая вязкость v, выраженная в метрах квадратных в секунду (м²с^-1), рассматривается как отношение величины динамической вязкости п к плотности жидкости p, выраженной в килограммах на метр кубический (кгм³), измеренной при той же температуре: v = r : р .

Кинем1атическую вязкость обычно выражают в миллиметрах квадратных на секунду (мм^2.с^-1).

• Структурная (эффективная или кажущаяся) вязкость - вязкость при данном напряжении сдвига. В ряде случаев необходимо определить вязкость одной жидкости относительно другой - относительную вязкость Пот

• Часто используют удельную вязкость п_уд , показывающую, какой вклад в вязкость раствора вносит присутствие в нем растворенного вещества:

= = ц_ -1 = r -1

¹1 уд I отн ^А5

Го Го

где:

П - вязкость раствора;

По - вязкость растворителя.

• Удельную вязкость, отнесенную к единице концентрации раствора, называют приведенной вязкостью п_прив:

Г = ^

1/Прив 1

с

где с - концентрация раствора.

• Для растворов полимеров вязкость является функцией молекулярных масс, формы, размеров и гибкости макромолекул. Чтобы определить структурные характеристики полимеров, приведенную вязкость экстраполируют к нулевой концентрации. В таком случае вводится понятие характеристической вязкости [п]:

Г

уд

прив

C ®0 C ®0 с

[Г ] = lim Г прив = lim

• Характеристическая вязкость выражается в единицах, обратных единицам концентрации.

• Для определения вязкости ньютоновских жидкостей можно использовать капилярный вискозиметр; для определения вязкости как ньютоновских, так и неньютоновских жидкостей можно использовать ротационный вискозиметр.

Допускается использование и других вискозиметров с учетом, что точность и правильность измерений будут не худшими, чем на примере использования вискозиметров, описанных ниже.