Viskositas adalah salah satu sifat fisik paling penting dari cairan industri, seperti pelapis, cat, dan perekat.
Pada dasarnya, viskositas menunjukkan ketahanan fluida terhadap deformasi oleh tegangan geser atau tarik. Dengan kata lain, sifat ini menggambarkan gesekan antara molekul-molekul fluida yang menyebabkan gerakan relatif oposisi antara lapisan-lapisan fluida yang bergerak dengan kecepatan yang berbeda. Viskositas dapat menjadi petunjuk tentang bagaimana fluida akan berperilaku di bawah gaya yang diterapkan atau beratnya sendiri.
Semakin kental suatu cairan, semakin "tebal" cairan tersebut. Misalnya, oli atau gemuk memiliki viskositas yang lebih tinggi daripada air dan karenanya tampak lebih kental.
Produsen minyak, pelapis, cat dan perekat sering ditugaskan untuk menentukan viskositas optimal produk mereka untuk aplikasi tertentu. (Untuk informasi lebih lanjut tentang topik ini, lihat: Persyaratan Servis &Faktor Lingkungan untuk Pelapisan .)
Cairan dengan viskositas rendah cenderung mengalir lebih mudah. Oleh karena itu, memiliki lapisan dengan viskositas yang terlalu rendah dapat menyebabkan berjalan dan kendur. Di sisi lain, lapisan dengan viskositas yang terlalu tinggi dapat menjadi “kaku” dan sulit untuk diaplikasikan.
Dalam artikel ini, kita akan melihat perbedaan antara viskositas dinamis dan kinematik serta berbagai metode pengukurannya.
Viskositas dinamis, juga dikenal sebagai viskositas absolut, adalah resistensi fluida terhadap aliran geser karena gaya eksternal yang diterapkan. Ini menggambarkan jumlah resistansi internal yang ditawarkan ketika satu lapisan fluida bergerak di atas lapisan lain dalam bidang horizontal.
Viskositas dinamis sangat berguna ketika menggambarkan cairan non-Newtonian.
Secara matematis, viskositas dinamis dapat dinyatakan sebagai:
μ =dy / dc =/γ
Dimana:
Satuan SI untuk viskositas dinamis adalah N s/m 2 atau sekon Pascal (Pa s). Satuan pengukuran lain untuk viskositas dinamis adalah poise (p), di mana satu poise sama dengan sepersepuluh N s/m 2 atau 1/10 Detik.
Unit ketenangan terkadang terlalu besar untuk tujuan praktis. Untuk alasan ini, satuan centipoise (cP) sering digunakan sebagai gantinya. Dalam satuan centipoise, satu cP sama dengan 0,01P, 0,001 N s/m 2 atau 0,001 Pa s.
Viskositas kinematik hanyalah rasio viskositas dinamis dengan densitas fluida. Ini mencerminkan resistensi fluida terhadap aliran geser di bawah pengaruh gravitasi, yaitu aliran geser karena berat fluida itu sendiri.
Viskositas ini sangat berguna dalam menggambarkan cairan Newtonian. Secara matematis, viskositas kinematik dapat dinyatakan sebagai:
ν =/
Dimana:
Satuan SI untuk viskositas dinamis adalah m 2 /s. Satuan pengukuran lain untuk sifat ini adalah Stoke (St), di mana satu St sama dengan 10 -4 m 2 /s sama dengan 1 cm 2 /s.
Dimana nilai viskositas dalam Stoke terlalu besar, satuan centistoke (cSt) yang lebih kecil sering digunakan sebagai gantinya. Dalam centistoke, satu cSt sama dengan 10 -6 m 2 /s =1 mm 2 /s.
Ada beberapa metode berbeda untuk mengukur viskositas dinamis dan kinematik. Beberapa metode yang paling umum adalah sebagai berikut:
Cangkir viskositas digunakan untuk menentukan viskositas kinematik fluida dan biasanya terbuat dari aluminium anodized dengan lubang stainless steel. (Untuk informasi lebih lanjut tentang topik ini, lihat: Memahami Korosi Aluminium .)
Tes yang relatif sederhana ini melibatkan penempatan cairan dalam wadah dengan lubang kecil di bagian bawah. Cairan dibiarkan mengalir melalui lubang dalam jumlah yang tepat. Waktu yang dibutuhkan fluida untuk melewati lubang diukur dan dikorelasikan dengan viskositas melalui penggunaan grafik yang disediakan untuk cangkir yang diberikan.
Cangkir viskositas biasanya digunakan untuk mengukur konsistensi cat, pernis dan produk serupa. Sebuah tabel kemudian digunakan untuk mengubah waktu penghabisan (dalam detik) menjadi viskositas dalam centistokes (cSt).
Cangkir Ford dan Zahn adalah beberapa varietas cangkir viskositas yang paling umum digunakan. Setiap desain cangkir unik; jadi harus berhati-hati saat membandingkan nilai viskositas antara jenis cangkir yang berbeda. Nilai yang diberikan cangkir viskositas adalah nilai absolut dan tidak termasuk toleransi yang diizinkan—karena ini sangat berbeda di antara masing-masing standar.
Viscometer getaran beroperasi dengan merendam resonator elektromekanis berosilasi dalam fluida uji dan mengukur tingkat redaman yang ditawarkan fluida. Resonator umumnya berosilasi baik secara torsional atau transversal dan redaman dapat ditentukan oleh:
Viskometer kuarsa adalah salah satu contoh viskometer getaran. Dengan metode ini, kristal kuarsa berosilasi direndam ke dalam cairan dan pengaruh spesifik pada perilaku berosilasi menentukan viskositas. Medan listrik yang diterapkan pada osilator menyebabkan sensor bergerak dan menghasilkan geseran fluida. (Untuk informasi lebih lanjut tentang topik ini, lihat: Korosi dan Gangguan Listrik pada Struktur Logam Terkubur .)
Pergerakan sensor kemudian dipengaruhi oleh gaya eksternal (tegangan geser) dari fluida, yang mempengaruhi respon listrik sensor.
Viskometer rotasi bekerja dengan mengukur torsi yang diperlukan untuk memutar objek dalam fluida uji. Begini prosesnya:
Torsi yang mempertahankan kecepatan yang disetel berbanding lurus dengan viskositas; oleh karena itu, peralatan mampu menghasilkan nilai viskositas, tegangan geser dan laju geser. Karena gaya geser eksternal diterapkan pada cairan, viskometer rotasi mengukur viskositas dinamis cairan.
Cups, bobs, cones, dan plate adalah semua jenis viskometer rotasi. Viskometer cup dan bob terdiri dari silinder koaksial dengan diameter berbeda. Volume sampel yang akan dicukur disimpan dalam sel uji; torsi yang diperlukan untuk mencapai kecepatan rotasi tertentu diukur dan diplot.
Viskometer kerucut dan pelat memiliki pengukur torsi presisi yang digerakkan sebagai kecepatan rotasi diskrit. Ini menggunakan kerucut bersudut sempit di dekat pelat datar. Viskositas dihitung dari tegangan geser dan laju geser. (Untuk informasi lebih lanjut tentang topik ini, lihat: Pengaruh Korosi pada Perilaku Geser Material .)
Viskometer kapiler adalah salah satu metode paling awal yang diketahui untuk menentukan viskositas fluida.
Metode ini mengukur waktu yang diperlukan untuk volume tertentu cairan mengalir melalui pipa kapiler berbentuk U dengan diameter dan panjang yang diketahui. Tabung biasanya memiliki dua tanda — tanda atas dan bawah — yang digunakan sebagai referensi pengukuran. Waktu yang dibutuhkan fluida untuk mengalir melewati tanda-tanda ini sebanding dengan viskositas kinematik; maka viskositas dapat ditentukan dengan menggunakan rumus standar.
Viskometer kapiler termasuk viskometer Ostwald dan Ubbelohde. Keduanya adalah instrumen berbentuk U, memiliki dua bola kaca dan menggunakan tabung kapiler. (Untuk mengetahui lebih lanjut tentang bagaimana kaca dapat mencegah korosi, lihat: Melihat Lapisan Penghalang Korosi untuk Perlindungan Korosi Internal .)
Salah satu keuntungan utama dari viskometer Ubbelohde, bagaimanapun, adalah bahwa nilai yang diperolehnya tidak tergantung pada total volume cairan yang digunakan. Perbedaan utama antara viskometer Ostwald dan Ubbelohde adalah bahwa viskometer Ostwald cocok untuk mengukur cairan dengan viskositas rendah hingga sedang, sedangkan viskometer Ubbelohde cocok untuk mengukur cairan dengan viskositas tinggi.
Viskometer bola jatuh digunakan untuk menentukan viskositas dinamis cairan Newtonian transparan.
Konsep ini melibatkan pengukuran waktu yang dibutuhkan bola dengan kepadatan yang diketahui untuk jatuh melalui tabung berisi sampel di bawah gravitasi. Tabung biasanya dipasang pada peralatan yang dapat dengan cepat berputar 180 derajat untuk memungkinkan pengujian berulang. Waktu rata-rata dari tiga pengujian dicatat dan digunakan dalam formula konversi untuk menentukan viskositas sampel.
Viskometer bola jatuh digunakan untuk kontrol kualitas di berbagai industri serta di lembaga akademik untuk menggambarkan metode ilmiah. Kemudahan penggunaan dan metode langsung untuk merekam pengukuran waktu memastikan hasil tes yang berarti.
Konsistometer adalah peralatan yang terdiri dari palung logam dengan bagian kecil yang dibatasi di belakang gerbang pegas. Begini cara kerjanya:
Konsistometer itu sendiri tidak mengukur nilai viskositas secara langsung; itu malah memungkinkan pengguna untuk mengembangkan standar mereka sendiri yang spesifik untuk produk yang sedang diuji. Metode ini lebih populer di industri makanan dan biasanya digunakan untuk mengukur viskositas produk seperti saus tomat, mayones, pengawet, isian, sup, makanan bayi, dan saus salad. (Untuk informasi lebih lanjut tentang industri makanan, lihat: Sifat Korosi Aluminium dan Paduannya .)
Ada berbagai faktor yang bergantung pada viskositas fluida. Ini adalah:
The relationship between a fluid's shear stress and shear rate under mechanical stress is governed by Newton’s law of viscosity.
Newton’s viscosity law states that, for a given temperature and pressure, the shear stress between two adjacent layers in a fluid is proportional to the velocity gradients between those layers. Put differently, the ratio of shear stress to shear rate in a fluid is a constant and is viscosity's coefficient.
However, Newton’s law of viscosity applies only to Newtonian fluids. Non-Newtonian fluids do not follow Newton’s law of viscosity; and therefore their viscosity changes and depends on the shear rate.
Viscosity is an important fluid property that is essential for a number of different products in various industries.
Dynamic and kinematic viscosities describe different properties and can produce very different results when testing fluids. It is therefore important to understand the difference between viscosity types and to take appropriate test mechanisms for the sample at hand.
bahan komposit
Karena teknologi hidraulik telah maju selama bertahun-tahun, menjaga agar cairan hidraulik Anda bebas dari kotoran dan kontaminan menjadi lebih penting daripada sebelumnya. Dengan toleransi yang lebih ketat dan beban tekanan yang terus meningkat, cairan hidraulik yang terkontaminasi dapat memiliki e
Peralatan hidraulik saat ini dirancang untuk bekerja pada tekanan yang lebih tinggi dan dengan toleransi yang lebih baik daripada sebelumnya. Ini menjadikannya semakin penting untuk memantau kemurnian cairan hidrolik Anda. Kontaminasi cairan hidraulik dapat memengaruhi kinerja peralatan Anda, mengha
Ketika kebanyakan orang memikirkan kebocoran cairan hidrolik, mereka membayangkan genangan cairan di lantai dan kebutuhan untuk menemukan lubang di selang hidrolik atau mungkin segel bocor. Namun, tidak semua kebocoran menampakkan diri sebagai genangan air, dan tidak semua kebocoran dapat diatasi de
Tiga Alasan Standarisasi Komponen Sistem Fluida di Proyek Konstruksi Minyak dan Gas Utama Edward A. Hernandez, Manajer Penjualan Global, Konstruksi Global Setiap proyek konstruksi minyak dan gas skala besar menghadirkan beberapa kesulitan yang melekat. Ribuan orang terlibat, persaingan agresif,
