Что такое кинематическая вязкость?
Кинематическая вязкость (\(\nu\)) характеризует сопротивление жидкости или газа течению под действием силы тяжести с учётом их плотности. Она определяется как отношение динамической (абсолютной) вязкости \(\mu\) к плотности \(\rho\). Для воздуха этот параметр играет ключевую роль в аэродинамике, проектировании систем вентиляции и кондиционирования (HVAC), а также в любых расчётах, связанных с числом Рейнольдса. Этот универсальный калькулятор подходит для любой среды, но значения по умолчанию подобраны для воздуха при стандартных условиях.
Как пользоваться калькулятором
Введите динамическую вязкость \(\mu\) в паскаль-секундах (Па·с) и плотность воздуха \(\rho\) в килограммах на кубический метр (кг/м³). Калькулятор выдаёт кинематическую вязкость в системе СИ (м²/с), а также переводит её в сантистоксы (мм²/с, что равно 10⁻⁶ м²/с) — единицу, которая чаще всего приводится в инженерных таблицах. При 20 °C и на уровне моря воздух имеет \(\mu \approx 1{,}825 \times 10^{-5}\) Па·с и \(\rho \approx 1{,}204\) кг/м³.
Разбор формулы
Основное уравнение выглядит так: $$\nu = \dfrac{\mu}{\rho}$$ Динамическая вязкость \(\mu\) отражает внутреннее трение между слоями среды, а плотность \(\rho\) — массу в единице объёма. Деление одного на другое нормирует трение по инерции среды и даёт кинематическую вязкость с размерностью «площадь на время» (м²/с). Поскольку плотность воздуха падает с ростом температуры или снижением давления, его кинематическая вязкость резко возрастает с высотой.
Пример расчёта
Возьмём \(\mu = 1{,}825 \times 10^{-5}\) Па·с и \(\rho = 1{,}204\) кг/м³. Тогда $$\nu = \frac{1{,}825 \times 10^{-5}}{1{,}204} = 1{,}5158 \times 10^{-5} \ \text{м}^2/\text{с}$$ или примерно 15,16 сантистокса — это близко к справочному значению для воздуха при 20 °C.
Частые вопросы
Какие единицы измерения использовать? Для \(\mu\) берите Па·с, а для \(\rho\) — кг/м³, тогда \(\nu\) получится в м²/с. Для удобства калькулятор также показывает результат в сантистоксах.
Как температура влияет на вязкость воздуха? Динамическая вязкость слегка растёт с температурой, но плотность падает быстрее, поэтому кинематическая вязкость заметно увеличивается по мере нагрева или разрежения воздуха.
Можно ли применять расчёт к другим газам или жидкостям? Да. Формула \(\nu = \dfrac{\mu}{\rho}\) справедлива для любой ньютоновской среды — просто введите её собственные значения \(\mu\) и \(\rho\).
