گرانروی(ویسکوزیته) چیست و چه کاربردی دارد؟

ویسکوزیته یا گرانروی یا نام دیگر آن لزجت، معیاری از اصطکاک داخلی یا مقاومت در برابر جریان یک سیال است و هنگامی ظاهر میشود که بین لایه های سیال حرکت نسبی وجود داشته باشد.
بطور کلی ویسکوزیته ، اندازه مقاومت سیال در برابر جاری شدن میباشد، واحد عمومی متریک برای ویسکوزیته مطلق ، پویز (Poise) میباشد که به صورت نیروی مورد نیاز برای حرکت یک سانتیمتر مربع از سطحی در برابر سطحی دیگر به صورت موازی، با سرعت 1 سانتیمتر بر ثانیه تعریف میشود که سطوح به وسیله فیلمی از سیال با ضخامت یک سانتیمتر جدا میشوند. برای سهولت در استفاده، سانتی پواز (cp) یعنی یکصدم پوآز، مورد استفاده قرار میگیرد.

رابطه ویسکوزیته با دما

گرانروی یک سیال معین به صورت معکوس با دما تغییر میکند. با توجه به روابط ریاضی موجود بین دو متغیر میتوان از روی نمودار، ویسکوزیته یک سیال در هر دمایی داخل یک بازه محدوده را پیش بینی کرد، البته اگر ویسکوزیته ها در دو دمای متفاوت دیگر مشخص شده باشند، میتوان از نمونه چارت ها برای این هدف استفاده کرد .

در یک سیال جاری (در حال حرکت)، که لایه‌های مختلف آن نسبت به یکدیگر جابجا می‌شوند، به‌مقدار مقاومت لایه‌های سیال در برابر لغزش روی هم گرانروی سیال می‌گویند. هرچه گرانروی مایعی بیشتر باشد، برای ایجاد تغییر شکل یکسان، به تنش برشی بیشتری نیاز است. به‌عنوان مثال گرانروی عسل از گرانروی شیر بسیار بیشتر است.

با افزایش دما لزجت سیالات مایع کاهش می یابدولی در گازها، قضیه برعکس است، البته درصد تغییرات آن برای سیالات مختلف متفاوت است.

اگر دو نقطه مشخص شده گرانروی-دما از یک سیال بر روی چارت قرار داشته باشد و یک خط مستقیم از بین آنها کشیده شود، دیگر مقادیر گرانروی دمای این سیال بر روی این خط قرار می گیرند.

گرانروی یک کمیت ثابت نبوده و به عوامل مختلفی از جمله دما ، فشار، سرعت برشی و شرایط روانکاری بستگی دارد.
زمانی که با یک سیال ویسکوز یا ویسکوالاستیک سر و کار داریم، می‌بایست اطلاعاتی در مورد رفتار رئولوژیکی آن بدانیم.
این اطلاعات برای تصمیم گیری‌های مناسب در انتخاب شرایط فرایندی و یا شرایط کاربری لازم می‌باشند.
یکی از مشخصه‌های رفتار رئولوژیکی، رابطه تنش و یا گرانروی با سرعت برش می‌باشد.
بدین معنا که می‌بایست منحنی جریان را در مقادیر مختلف از سرعت برش به دست آوریم.
برای این منظور از ویسکومترهای متنوعی استفاده می‌شود که هر کدام بنابر شرایطی که دارند، کاربریشان محدود به دامنه خاصی از سرعت برش می‌باشد.

نکات مهم در کاربرد ویسکومتر

1) حجم ظرف محلول : هرچه ظرف محلول بزرگتر باشد بهتر است.

2) فرو بردن اسپیندل: در حین فرو بردن اسپیندل باید توجه کرد که حباب هوایی در اسپیندل وجود نداشته باشد.

3) انتخاب نوع اسپیندل : نوعی از اسپیندل باید انتخاب شود که بیشترین میزان داده را بتوان بدست آورد.

4) تاثیرات دمایی :دما بر روی گرانروی محلول و غلظت آن تاثیر می گذارد.

5) تغییرات اعداد با دما: چنانچه سیال وابسته به زمان باشد. تغییراتی در اعداد خوانده شده با گذشت زمان مشاهده می شود،البته درنهایت اعداد ثابت میشوند.