यह कैलकुलेटर क्या करता है?
यह टूल डायनेमिक श्यानता (जिसे निरपेक्ष श्यानता भी कहते हैं, प्रतीक μ) को द्रव के घनत्व ρ से भाग देकर काइनेमेटिक श्यानता (प्रतीक ν) में बदल देता है। डायनेमिक श्यानता बताती है कि किसी लगाए गए बल के विरुद्ध द्रव अपने भीतर बहने में कितना प्रतिरोध करता है, जबकि काइनेमेटिक श्यानता यह दर्शाती है कि गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में द्रव कितनी तेज़ी से बहता है। यह संबंध द्रव यांत्रिकी (फ्लूइड मकनिक्स), स्नेहन इंजीनियरिंग, और रेनॉल्ड्स संख्या जैसी विमारहित (dimensionless) संख्याओं की गणना में बेहद बुनियादी है।
इसका उपयोग कैसे करें
डायनेमिक श्यानता \(\mu\) को पास्कल-सेकंड (\(\text{Pa}\cdot\text{s}\)) में और द्रव का घनत्व \(\rho\) को किलोग्राम प्रति घन मीटर (\(\text{kg/m}^3\)) में दर्ज करें। कैलकुलेटर काइनेमेटिक श्यानता \(\nu\) को SI इकाई (\(\text{m}^2/\text{s}\)) में और साथ ही प्रचलित CGS-आधारित इकाइयों — सेंटीस्टोक्स (cSt) तथा स्टोक्स (St) — में भी देता है। संदर्भ के लिए, 20 °C पर पानी की \(\mu \approx 0.001\ \text{Pa}\cdot\text{s}\) और \(\rho \approx 998\ \text{kg/m}^3\) होती है।
सूत्र की व्याख्या
मूल समीकरण है $$\nu = \dfrac{\mu}{\rho}$$ चूँकि \(\mu\) की इकाई \(\text{Pa}\cdot\text{s} = \text{kg/(m}\cdot\text{s)}\) है और \(\rho\) की इकाई \(\text{kg/m}^3\) है, इन्हें भाग देने पर \(\text{m}^2/\text{s}\) प्राप्त होता है — ध्यान दें कि इसमें द्रव्यमान (mass) का कोई आयाम शेष नहीं रहता, इसीलिए \(\nu\) को "काइनेमेटिक" कहा जाता है। रूपांतरण के लिए: $$1\,\text{m}^2/\text{s} = 10^4\,\text{St} = 10^6\,\text{cSt}$$ इंजन तेल और स्नेहक तेलों का मान अक्सर cSt में बताया जाता है।
हल किया हुआ उदाहरण
20 °C पर पानी लें, जिसकी \(\mu = 0.001\ \text{Pa}\cdot\text{s}\) और \(\rho = 1000\ \text{kg/m}^3\) है। तब $$\nu = \frac{0.001}{1000} = 0.000001\ \text{m}^2/\text{s} = 1 \times 10^{-6}\ \text{m}^2/\text{s}$$ इसे 1,000,000 से गुणा करने पर 1.0 cSt मिलता है, जो पानी के लिए जाना-माना मान है।
सामान्य तरल पदार्थों के लिए विशिष्ट श्यानता मान
गतिज श्यानता गतिशील (निरपेक्ष) श्यानता \(\mu\) को तरल पदार्थ के घनत्व \(\rho\) से विभाजित करके पाई जाती है:
$$\nu = \frac{\mu}{\rho}$$क्योंकि घनत्व हर में दिखाई देता है, समान गतिशील श्यानता वाले दो तरल पदार्थों की गतिज श्यानता बहुत अलग हो सकती है। उदाहरण के लिए, पारा अत्यंत सघन है, इसलिए इसकी गतिज श्यानता बहुत कम है भले ही इसकी गतिशील श्यानता पानी के समान हो। नीचे दिए गए मान अनुमानित कमरे के तापमान के आंकड़े हैं (जब तक कि नोट न किया गया हो) और आपकी स्वयं की गणनाओं की जांच करने के लिए उपयोगी हैं। ध्यान दें कि \(1\ \text{m}^2/\text{s} = 10^6\ \text{cSt}\)।
| तरल पदार्थ | गतिशील श्यानता \(\mu\) (Pa·s) | घनत्व \(\rho\) (kg/m³) | गतिज श्यानता \(\nu\) (cSt) |
|---|---|---|---|
| पानी (20 °C) | 0.001002 | 998 | 1.00 |
| वायु (15 °C, 1 atm) | 0.0000181 | 1.225 | 14.8 |
| SAE 30 मोटर तेल (20 °C) | 0.29 | 891 | 325 |
| ग्लिसरीन (20 °C) | 1.49 | 1261 | 1182 |
| शहद (20 °C) | 10 | 1420 | 7042 |
| पारा (20 °C) | 0.00155 | 13534 | 0.115 |
| पेट्रोल (20 °C) | 0.0006 | 720 | 0.83 |
ये आंकड़े प्रतिनिधि हैं; वास्तविक श्यानता तापमान पर दृढ़ता से निर्भर करती है, और तेल विशेष रूप से ग्रेड और योज्य पैकेज द्वारा भिन्न होते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
डायनेमिक और काइनेमेटिक श्यानता में क्या अंतर है? डायनेमिक श्यानता अपरूपण प्रतिबल (shear stress) और अपरूपण दर (shear rate) का अनुपात है (बल-आधारित); जबकि काइनेमेटिक श्यानता डायनेमिक श्यानता को घनत्व से भाग देने पर मिलती है (गति-आधारित)।
क्या मैं सेंटीपॉइज़ (cP) में मान डाल सकता हूँ? पहले रूपांतरण करें: \(1\ \text{cP} = 0.001\ \text{Pa}\cdot\text{s}\), इसलिए \(\mu\) डालने से पहले अपने cP मान को 1000 से भाग दें।
\(\text{m}^2/\text{s}\) में परिणाम इतना छोटा क्यों आता है? पतले द्रवों के लिए SI काइनेमेटिक श्यानता बहुत छोटी संख्याएँ होती हैं; इसीलिए इंजीनियर आमतौर पर इसे cSt में दर्शाते हैं।
