Dynamikviskositet

Dynamisk viskositet, ofta betecknad μ (eller η), är ett mått på ett flytande ämnes motstånd mot deformation under tillämpad skjuvning. Den beskriver hur lätt eller tungt ett material flyter. Den dynamiska viskositeten mäts i enheten pascal-sekund (Pa·s), men används ofta i millipascal-sekunder (mPa·s) eftersom värdena för vätskor vanligtvis är små. För ett Newtonskt flöde följer relationen σ = μ γ̇, där σ är skjuvspänningen och γ̇ är skjuvhastigheten.

Jämfört med kinematisk viskositet ν = μ / ρ, där ρ är densiteten, beskriver μ själva vätskans motstånd mot deformation. Newtonska vätskor har konstant μ oavsett skjuvbelastning, medan icke-Newtonska vätskor ändrar μ med skjuvhastigheten (t.ex. shear-thinning där μ minskar med ökande γ̇ eller shear-thickening där μ ökar).

Temperaturen påverkar dynamisk viskositet starkt: generellt minskar μ när temperaturen ökar eftersom molekylära krafter lättare övervinns. Komposition, tillsatser och partiklar kan också avsevärt påverka värdena.

Viskositeten mäts med olika instrument. Kapillärviskometrar som Ubbelohde- eller Cannon-Fenske-kapillärer används för relativa värden i låga viskositetsområden, medan roterande viskometrar och rheometrar används för komplexa eller icke-Newtonska vätskor. Metoderna används i hydraulik, smörjning, polymerbearbetning samt livsmedels-, farmaceutisk- och petrokemisk industri.

Vikten av dynamisk viskositet ligger i flödes- och kraftberäkningar: den påverkar tryckfall i rör, dimensionering av pumpar och bildning av smörjfilmer. Värden varierar mycket mellan vätskor; vatten har cirka 1 mPa·s vid rumstemperatur, medan tjockare oljor och polymerlösningar kan ligga väsentligt högre.