Кинематикалық және динамикалық тұтқырлық
Динамикалық тұтқырлық және кинематикалық тұтқырлық сұйықтық динамикасында талқыланатын екі маңызды ұғым. Бұл екі тұжырымдаманың сұйықтық динамикасы, сұйықтық механикасы, аэродинамика, химия және тіпті медицина ғылымы сияқты салаларда әртүрлі қолданбалары бар. Жоғарыда аталған салаларда жоғары нәтижеге жету үшін динамикалық тұтқырлық және кинематикалық тұтқырлық ұғымдарын жақсы түсіну қажет. Бұл мақалада біз динамикалық тұтқырлық пен кинематикалық тұтқырлықтың не екенін, олардың анықтамаларын, динамикалық және кинематикалық тұтқырлықтың қолданылуын, кинематикалық тұтқырлық пен динамикалық тұтқырлықтың ұқсастықтарын және ең соңында айырмашылықтарын талқылаймыз.
Динамикалық тұтқырлық дегеніміз не?
Динамикалық тұтқырлық түсінігін түсіну үшін тұтқырлық өрісі туралы жалпы түсінік қажет. Тұтқырлық ығысу немесе созылу кернеуі арқылы деформацияланатын сұйықтықтың кедергісінің өлшемі ретінде анықталады. Жалпы сөзбен айтқанда, тұтқырлық сұйықтықтың «ішкі үйкелісі» болып табылады. Оны сұйықтықтың қалыңдығы деп те атайды. Тұтқырлық - бұл екі қабат бір-біріне қатысты қозғалған кезде сұйықтықтың екі қабаты арасындағы үйкеліс. Сэр Исаак Ньютон сұйықтық механикасында пионер болды. Ол Ньютон сұйықтығы үшін қабаттар арасындағы ығысу кернеуі қабаттарға перпендикуляр бағытта жылдамдық градиентіне пропорционал деп тұжырымдады. Мұнда қолданылатын пропорционалдық константа (пропорционалдық коэффициенті) сұйықтықтың тұтқырлығы болып табылады. Тұтқырлық әдетте гректің «µ» әрпімен белгіленеді. Сұйықтықтың тұтқырлығын вискозиметрлер мен реометрлер арқылы өлшеуге болады. Тұтқырлық бірлігі Паскаль-секунд (немесе Nm-2s).cgs жүйесі тұтқырлықты өлшеу үшін Жан Луи Мари Пуазейль атымен аталған «Пуаз» бірлігін пайдаланады. Динамикалық тұтқырлық абсолютті тұтқырлық ретінде де белгілі. Динамикалық тұтқырлық есептеулердің көпшілігінде қолданылатын жалпы тұтқырлық өлшемі болып табылады. Бұл µ немесе ɳ арқылы белгіленеді. Динамикалық тұтқырлықтың SI бірлігі Паскаль секунды болып табылады. Егер екі пластина арасына тұтқырлығы 1 Паскаль секунд болатын сұйықтық қойылса, ал бір пластина 1 Паскаль ығысу кернеуімен бүйірден итерілсе, ол 1 секундта пластиналар арасындағы қабаттың қалыңдығына тең қашықтықты жылжытады.
Кинематикалық тұтқырлық дегеніміз не?
Кейбір жағдайларда сұйықтықтың инерциялық күші тұтқырлықты өлшеуге қатысты да маңызды. Сұйықтықтың инерциялық күші сұйықтықтың тығыздығына байланысты. Сондықтан мұндай есептеулерге көмектесу үшін кинематикалық тұтқырлық деп аталатын жаңа термин анықталған. Кинематикалық тұтқырлық динамикалық тұтқырлықтың сұйықтықтың тығыздығына қатынасы ретінде анықталады. Кинематикалық тұтқырлық ν (грек әрпі nu) терминімен аталады. Кинематикалық тұтқырлық секундтарға бөлінген квадрат метр бірліктерінен тұрады. «Сток» бірлігі кинематикалық тұтқырлықты өлшеу үшін де қолданылады.
Кинематикалық тұтқырлық пен динамикалық тұтқырлықтың айырмашылығы неде?
• Динамикалық тұтқырлық сұйықтықтың тығыздығына тәуелсіз, бірақ кинематикалық тұтқырлық сұйықтықтың тығыздығына байланысты.
• Кинематикалық тұтқырлық сұйықтықтың тығыздығына бөлінген динамикалық тұтқырлыққа тең.
