流体の粘度を決定するものは何ですか?

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著者: Peter Berry
作成日: 13 Aug. 2021
更新日: 14 11月 2024
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流体力学 めっちゃ序論
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流体の粘度は、応力下でどれだけ簡単に動くかを示します。高粘度の液体は、低粘度の液体よりも動きにくいです。流体という用語は、両方とも粘度を持つ液体と気体を指します。運動中の流体の挙動の正確な予測と測定は、効率的な産業プラントおよび装置の設計に不可欠です。

技術的定義

動いている流体は、それが流れる血管の表面に付着します。これは、パイプまたはコンテナの壁で流体の速度がゼロでなければならないことを意味します。流体の速度は血管表面から遠ざかるにつれて増加するため、流体は実際には層状に血管内を移動します。この流体の変形は、せん断と呼ばれます。流体は、固体表面を通過するときにせん断されます。流体内からのこのせん断に対する抵抗は、粘度と呼ばれます。

粘度の原因

粘度は、流体内の摩擦によって引き起こされます。これは、流体内の粒子間の分子間力の結果です。これらの分子間力は流体のせん断運動に抵抗し、流体の粘度はこれらの力の強さに直接比例します。液体は気体よりも秩序が強いため、液体の粘度はあらゆるガスの粘度。

粘度係数

すべての流体には固有の粘度があり、この測定値は粘度係数と呼ばれ、ギリシャ文字muで表されます。係数は、流体をせん断するのに必要な応力の量に正比例します。粘性流体は、移動するために多くの応力または圧力を必要とします。厚い液体は薄い液体よりも変形しにくいため、これは理にかなっています。接触端(ゼロの場合)と中心との間の流体の速度の差は、粘度のもう1つの尺度です。この速度勾配は、粘性流体の場合は小さく、速度は中央部の方が端部に比べてそれほど大きくありません。

熱は粘度に影響します

粘性は分子間相互作用によるものであるため、熱は流体中の分子の運動エネルギーの結果であるため、この特性は熱の影響を受けます。ただし、熱は液体と気体に対して非常に異なる影響を及ぼします。液体を加熱すると、分子の分離が大きくなり、これらの間の力が弱まります。その結果、液体は加熱されると粘度が低下します。ガスを加熱すると逆になります。より速く移動するガス分子は、より頻繁に互いに衝突し、粘度の増加につながります。