Page 38 - 071
P. 38
21
สามารถที่จะแสดงคาความหนืดสัมบูรณได ในขณะที่สารกระจายตัวที่มีสวนผสมของสารหลายตัวจะมี
คุณสมบัติการไหลที่ซับซอนและไมสามารถแสดงคาความหนืดคาเดียวได
2.15.1 การวัดความหนืด
การวดความหนดทําไดโดยการวดแรงตานทานการไหลภายในของของไหล เมื่อมี
ั
ื
ั
ึ
แรงมากระทํา (F) ขนานกับพื้นผิว เรียกวาแรงเฉอน (shear force) เมื่อพิจารณาถงของไหล ซึ่ง
ื
ู
ึ
ประกอบดวยแผนโมเลกุลที่ขนานกัน ชั้นที่อยูลางสุดของของไหลจะถกยดไวถาแผนดานบนของของ
ไหลไดรับแรงกระทําใหเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงที่ แผนดานลางถัดลงไปจะเคลื่อนที่ดวยความเร็วเปน
ั้
สัดสวนโดยตรงกับระยะทางจากแผนของไหลชนลางสุดที่ไมเคลื่อนที่ ความแตกตางของความเร็ว
(dv/dx, S) คาแรงตอหนวยพื้นที่ (F/A) ที่ทําใหเกิดการไหล เรียกวา แรงเฉอนตอหนวยพื้นที่ (shear
ื
ึ้
ื
ิ
ื
ึ้
ื
stress, F’) ถาของไหลมีความหนดสูงขน ก็ตองใชแรงเฉอนที่สูงขนเพื่อใหไดอัตราเฉอนเทาเดม
(สายัณทและวิรัตน, 2549) ดังนั้น อัตราเฉือนจึงเปนสัดสวนโดยตรงกับแรงเฉือน ดังสมการ
F dv
(2.17)
A dx
คือ สัมประสิทธิ์ของความหนืด (coefficient of viscosity) สามารถเขียนเปน
สมการไดเปน
F '
(2.18)
S
เมื่อ
F ' คือ แรงเฉือน (shear stress, ) ตอหนวยพื้นที่ มีหนวยเปน Pascal (Pa)
S คือ อัตราเฉือน (shear rate, ) การเปลี่ยนแปลงความเร็วตอระยะทาง dx
-1
ื
(velocity gradient) มีหนวยเปน sec หนวยของความหนดคือ poise
2
1 poise คือ แรงที่ใชทําใหของเหลวที่มีพื้นที่หนาตัด 1 cm หนา 1 cm เคลื่อนที่
ดวยความเร็ว 1 cm/sec (1 poise=100 centipoise) สวนกลับของความหนืด เรียกวา fluidity ()
