Kas yra dinaminis klampumas?

Dinaminis skysčio klampumas apibrėžiamas kaip veikiamas šlyties įtempis, padalytas iš greičio gradiento, pasiekiamo, kai skystį veikia šlyties jėga. Skirtingų skysčių klampumas labai skiriasi. Tai svarbu skysčių tekėjimui.

Terminas, naudojamas apibūdinti skysčio atsparumą tekėjimui, yra klampumas. Sirupas yra klampesnis už vandenį; melasa klampesnė už sirupą. Klampumas yra molekulių slydimo viena pro šalį lengvumo rezultatas ir priklauso nuo molekulių chemijos, formos ir temperatūros. Dujos taip pat turi skirtingą klampumą. Esant tokiai pačiai temperatūrai, deguonis yra dvigubai klampesnis už vandenilį ar amoniaką, o azoto klampumas yra viduryje.

Klasikinis klampumo matavimas atliekamas atliekant bandymą, sudarytą iš dviejų lygių plokščių, atskirtų plona skysčio plėvele. Apatinė plokštė yra stacionari. Eksperimentuotojas, naudodamas žinomą jėgą, bando nustumti viršutinę plokštę pro apatinę plokštę. Skysčio plėvelėje esančios molekulės, esančios šalia apatinės plokštės, turi nulinį greitį. Skysčių molekulių, esančių šalia viršutinės plokštės, greitis yra toks pat kaip ir viršutinės plokštės.

Nors skystis gali būti dujos arba skystis, šiame bandyme lengviau galvoti apie skysčius. Jei plokštes skirianti medžiaga yra vanduo, viršutinė plokštė labai lengvai slys į šoną. Kai skystis yra melasa, viršutinė plokštė judės vangiai, naudojant tą pačią jėgą.

Šlyties jėga yra jėgos kryptimi, o ne įtempimo arba gniuždymo jėgos, kurios šiuo atveju būtų jėgos, reikalingos plokštėms atskirti arba suartinti. Šlyties įtempis yra šlyties jėga, padalinta iš ploto vieneto ir išreiškiama niutonais kvadratiniam metrui (N/m 2) arba paskaliais (Pa). Klampumo skaičiavimai dažniausiai atliekami metriniais vienetais.

Greičio gradientas yra skysčio, esančio šalia apatinės plokštės, tekėjimo greičio skirtumas, kuris yra lygus nuliui, palyginti su skysčiu, esančiu šalia viršutinės plokštės, kuris yra toks pat kaip viršutinės plokštės greitis. Tada dinaminis klampumas yra šlyties įtempis, padalytas iš šlyties greičio ir matuojamas paskalio sekundėmis (Pa-s). Praktiškai klampumas matuojamas centipuais (cPo). Vienas centipuazas lygus vienai milipaskalinei sekundei.

Kitas klampumo matas yra kinematinis klampumas. Kinematinė klampumas yra dinaminis klampumas, padalytas iš skysčio tankio. Kinematinę klampą lengviau išmatuoti nei dinaminį, todėl ji dažnai naudojama dinaminei klampumui nustatyti.
Niutono skystis išlaiko pastovų dinaminį klampumą, nepriklausomai nuo šlyties greičio. Kečupas yra ne Niutono skystis. Jis turi didelį dinaminį klampumą, kai srautas yra mažas, bet tampa beveik toks pat skystas kaip vanduo, kai srautas padidėja. Tai paaiškina, kodėl žmonės purto kečupo butelius, kad paspartintų kečupo tekėjimą, bet tada jų lėkštėje lieka per daug.