Vâscozitatea

Vâscozitatea este proprietatea unui fluid de a rezista la deformare prin forfecare și de a-și modifica viteza de curgere în funcție de tensiunea aplicată. Ea reflectă rezistența internă la flux și poate afecta performanța sistemelor de transport, lubrifiere și procesare.

Există două forme principale: vâscozitatea dinamică (μ, sau η) măsurată în unități Pa·s, și vâscozitatea cinetică (ν), care este μ/ρ, unde ρ este densitatea fluidului. În practică, vâscozitatea dinamică se raportează frecvent în centipoise (cP); 1 Pa·s = 1000 mPa·s = 1000 cP. Vâscozitatea cinetică are unități m^2/s.

Fluidele pot fi Newtoniene, având o vâscozitate constantă în funcție de rata de forfecare, sau ne Newtoniene, la care μ variază cu viteza de forfecare sau cu timpul. Exemple: apa este Newtoniană în condiții normale; suspensiile de amidon sau soluțiile polimerice pot fi non-Newtoniene.

Temperatura și presiunea influențează semnificativ vâscozitatea. La majoritatea lichidelor, creșterea temperaturii scade μ; pentru gaze, vâscozitatea crește cu temperatura, conform legilor de tip Sutherland. În cazul polimerilor, comportamentul poate fi complex, iar vâscozitatea poate scădea sau crește în funcție de condiții și de istoria de solicitare.

Măsurarea se realizează cu visco-metre: visco-metre capilare (de exemplu Ostwald, Ubbelohde), visco-metre rotative (Brookfield) și visco-metre cu bilă (cădere). Precizia depinde de controlul temperaturii și de condițiile de flux.

Vâscozitatea este esențială în proiectarea lubrifianților, calculul debitului în conducte, procesarea alimentelor și a materialelor, în inginerie și rheologie, studiul comportării fluide fiind crucial pentru multe domenii ale științei și industriei.