Kinematická viskozita
Tabulka shrnuje kinematickou viskozitu vybraných látek. Hodnoty jsou vhodné pro rychlou orientaci, ale v praxi je nutné zohlednit hlavně teplotu měření.
Kinematická viskozita ν (čte se „ný") charakterizuje pohyblivost tekutiny — udává, jak rychle se v tekutině šíří hybnost. Definuje se jako podíl dynamické viskozity η a hustoty ρ:
ν = η / ρ
Jednotkou v soustavě SI je m2/s. V technické praxi se běžně používá mm2/s, což odpovídá jednotce centistoke (cSt) — platí 1 mm2/s = 1 cSt = 10-6 m2/s. Voda má při 20 °C kinematickou viskozitu přibližně 1 cSt, což je referenční hodnota pro porovnání jiných kapalin.
| Kapalina | ν 10-6m2s-1 |
|---|---|
| Benzen | 0,744 |
| Chloroform | 0,38 |
| Kyselina sírová 100% | 14,56 |
| Kyselina sírová 60% | 4,4 |
| Med 37,8 °C | 73,6 |
| Mléko | 1,13 |
| Olej olivový 37,8 °C | 43,2 |
| Olej převodový SAE 10W -17,8 °C | 1295 - 2590 |
| Olej převodový SAE 20W -17,8 °C | 2590 - 10350 |
| Olej převodový SAE 20W 98,9 °C | 5,7 - 9,6 |
| Olej převodový SAE 30W 98,9 °C | 9,6 - 12,9 |
| Olej převodový SAE 40 98,9 °C | 12,9 - 16,8 |
| Olej převodový SAE 50 98,9 °C | 16,8 - 22,7 |
| Olej převodový SAE 75W 98,9 °C | min. 4,2 |
| Olej převodový SAE 80W 98,9 °C | min. 7,0 |
| Olej převodový SAE 85W 98,9 °C | min. 11,0 |
| Olej převodový SAE 90W 98,9 °C | 14,0 - 25,0 |
| Olej převodový SAE 140 98,9 °C | 25,0 - 43,0 |
| Olej převodový SAE 150 98,9 °C | min. 43,0 |
| Olej ricínový 37,8 °C | 259 - 325 |
| Pivo | 1,8 |
| Ropa 48° API 15,6 °C | 3,8 |
| Ropa 40° API 15,6 °C | 9,7 |
| Ropa 35,6° API 15,6 °C | 17,8 |
| Ropa 32,6° API 15,6 °C | 23,2 |
| Rtuť 21,1 °C | 0,118 |
| Toluen | 0,68 |
| Voda destilovaná | 1,0038 |
| Voda mořská | 1,15 |
Zdroj: Kinematic Viscosity of Common Fluids - The Engineering ToolBox
Dynamická vs. kinematická viskozita
Obě veličiny popisují vnitřní tření v tekutině, ale liší se v tom, co zahrnují. Dynamická viskozita η vyjadřuje sílu potřebnou k pohybu vrstev tekutiny vůči sobě a používá se v úlohách, kde záleží na napětí a síle (např. mazání ložisek). Kinematická viskozita ν navíc zohledňuje hustotu — je vhodná tam, kde záleží na pohyblivosti tekutiny pod vlastní vahou nebo gravitací (proudění v potrubí, sedimentace, Reynoldsovo číslo). Pro převod mezi nimi viz výše uvedený vzorec ν = η/ρ.
SAE klasifikace olejů a referenční teploty
Hodnoty převodových olejů v tabulce jsou uvedeny při dvou teplotách: −17,8 °C (= 0 °F) a 98,9 °C (= 210 °F). Jde o historické referenční body amerického standardu SAE J306 pro převodové oleje, které byly převzaty z původně používaných Fahrenheitových stupňů. Moderní norma SAE J300 pro motorové oleje pracuje s teplotou 100 °C.
Třídy SAE jsou rozděleny na zimní (s označením „W" jako Winter — např. 10W, 20W, 75W) a letní (jen číslo — např. 30, 40, 90, 140). Vyšší číslo znamená vyšší viskozitu. Moderní celoroční oleje kombinují obě označení, např. 5W-40 znamená vlastnosti zimní třídy 5W i letní třídy 40.
Časté otázky
- Jaký je rozdíl mezi dynamickou a kinematickou viskozitou?
- Dynamická viskozita η je definována přímo z Newtonova zákona tečného napětí. Kinematická viskozita ν = η/ρ navíc zahrnuje hustotu látky — používá se tam, kde záleží na pohyblivosti tekutiny než na samotné síle vnitřního tření.
- Proč je viskozita olejů uvedena při „divných" teplotách (37,8 °C, 98,9 °C)?
- Jde o převod z původně používaných amerických jednotek: 100 °F = 37,8 °C a 210 °F = 98,9 °C. Tyto teploty pocházejí z historických standardů ASTM a SAE pro testování olejů a v technické literatuře se dodnes objevují, i když moderní normy přešly na celá čísla v Celsiově stupnici.
- Co je centistoke?
- Centistoke (cSt) je v technické praxi nejběžnější jednotka kinematické viskozity. Pojmenována je po irském matematiku Georgi Stokesovi. Platí 1 cSt = 1 mm2/s = 10-6 m2/s. Stokes (St) je 100× větší jednotka z CGS soustavy, dnes se prakticky nepoužívá.
Zdroj: [8]
Externí zdroje k tématu: Wikipedie — Viskozita — EngineeringToolBox — Kinematic Viscosity