Bu hesaplayıcı ne işe yarar?
Bu araç, akışkanın yoğunluğu \(\rho\)'ye bölerek dinamik viskoziteyi (mutlak viskozite olarak da bilinir, sembolü \(\mu\)) kinematik viskoziteye (sembolü \(\nu\)) dönüştürür. Dinamik viskozite, bir akışkanın uygulanan kuvvet altında akmaya karşı gösterdiği iç direnci ölçer; kinematik viskozite ise akışkanın yerçekimi etkisiyle ne kadar hızlı aktığını gösterir. Bu ilişki akışkanlar mekaniğinde, yağlama mühendisliğinde ve Reynolds sayısı gibi boyutsuz sayıların hesaplanmasında temel bir rol oynar.
Nasıl kullanılır?
Dinamik viskozite \(\mu\)'yi paskal-saniye (Pa·s) cinsinden, akışkan yoğunluğu \(\rho\)'yi ise metreküp başına kilogram (kg/m³) cinsinden girin. Hesaplayıcı, kinematik viskozite \(\nu\)'yi hem SI biriminde (m²/s) hem de yaygın olarak kullanılan CGS tabanlı birimlerde, yani santistokes (cSt) ve stokes (St) cinsinden verir. Referans olarak, 20 °C'deki suyun \(\mu \approx 0{,}001\,\text{Pa}\cdot\text{s}\) ve \(\rho \approx 998\,\text{kg/m}^3\) değerine sahip olduğunu unutmayın.
Formülün açıklaması
Temel denklem şu şekildedir:
$$\nu = \frac{\mu}{\rho}$$\(\mu\)'nin birimi \(\text{Pa}\cdot\text{s} = \text{kg}/(\text{m}\cdot\text{s})\), \(\rho\)'nin birimi ise \(\text{kg/m}^3\) olduğundan, bunları birbirine böldüğünüzde \(\text{m}^2/\text{s}\) elde edilir. Dikkat edin: sonuçta kütle boyutu kalmaz; \(\nu\)'ye "kinematik" denmesinin nedeni de budur. Dönüşüm için:
$$1\,\text{m}^2/\text{s} = 10^4\,\text{St} = 10^6\,\text{cSt}$$Motor ve yağlama yağları en sık cSt cinsinden belirtilir.
Örnek hesaplama
20 °C'deki suyu ele alalım: \(\mu = 0{,}001\,\text{Pa}\cdot\text{s}\) ve \(\rho = 1000\,\text{kg/m}^3\). Bu durumda
$$\nu = \frac{0{,}001}{1000} = 0{,}000001\,\text{m}^2/\text{s} = 1 \times 10^{-6}\,\text{m}^2/\text{s}$$olur. 1.000.000 ile çarptığımızda 1,0 cSt sonucunu buluruz; bu da suyun bilinen değeriyle örtüşür.
Sık Sorulan Sorular
Dinamik ve kinematik viskozite arasındaki fark nedir? Dinamik viskozite, kayma gerilmesinin kayma hızına oranıdır (kuvvet temellidir); kinematik viskozite ise dinamik viskozitenin yoğunluğa bölünmesiyle elde edilir (hareket temellidir).
Santipoise (cP) girebilir miyim? Önce dönüştürün: \(1\,\text{cP} = 0{,}001\,\text{Pa}\cdot\text{s}\); yani \(\mu\) değerini girmeden önce cP değerinizi 1000'e bölün.
Sonuç m²/s cinsinden neden bu kadar küçük çıkıyor? İnce akışkanların SI kinematik viskozite değerleri çok küçük sayılardır; mühendislerin genellikle bunun yerine cSt kullanmasının nedeni de budur.
Yaygın Akışkanlar için Tipik Viskozite Değerleri
Kinematik viskozite, dinamik (mutlak) viskozite \(\mu\) akışkan yoğunluğu \(\rho\) ile bölünerek bulunur:
$$\nu = \frac{\mu}{\rho}$$Yoğunluk paydada yer aldığı için, benzer dinamik vizkositesine sahip iki akışkan çok farklı kinematik vizkositelerine sahip olabilir. Örneğin, civa son derece yoğundur, bu nedenle dinamik vizkozitesi suya benzer olmasına rağmen kinematik vizkozitesi çok küçüktür. Aşağıdaki değerler yaklaşık oda sıcaklığı rakamlarıdır (aksi belirtilmedikçe) ve kendi hesaplamalarınız üzerinde akıl sağlığı kontrolü olarak yararlıdır. \(1\ \text{m}^2/\text{s} = 10^6\ \text{cSt}\) olduğunu unutmayın.
| Akışkan | Dinamik viskozite \(\mu\) (Pa·s) | Yoğunluk \(\rho\) (kg/m³) | Kinematik viskozite \(\nu\) (cSt) |
|---|---|---|---|
| Su (20 °C) | 0.001002 | 998 | 1.00 |
| Hava (15 °C, 1 atm) | 0.0000181 | 1.225 | 14.8 |
| SAE 30 motor yağı (20 °C) | 0.29 | 891 | 325 |
| Gliserin (20 °C) | 1.49 | 1261 | 1182 |
| Bal (20 °C) | 10 | 1420 | 7042 |
| Civa (20 °C) | 0.00155 | 13534 | 0.115 |
| Benzin (20 °C) | 0.0006 | 720 | 0.83 |
Bu rakamlar temsilcidir; gerçek viskozite sıcaklığa güçlü bir şekilde bağlıdır ve özellikle yağlar sınıf ve katkı paketi tarafından değişir.
