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そのほかの計測

流体の粘性は、粘性力として壁に働く力$F$と壁に垂直な方向の速度勾配を用いて、
\begin{displaymath}
F = -\mu \frac{dv}{dx}
\end{displaymath} (3.47)

で表される。 粘性係数は 通常上式の$\mu$で、SI単位では Pa$\cdot$s の単位を持つが、 ポアズ P という単位も使用され、 $1\mbox{P} = 0.1\mbox{Pa$cdot$s}$ である。 粘性係数を密度で除し、 $\nu = \mu/\rho$ で表わす 動粘度( 動粘性係数)も使われる。 この単位はSI では m$^2$/s であり、ストークス St という単位も使われる。 $1\mbox{St} = 1.0\times 10^{-4}\mbox{m$^2$/s}$である。

粘性係数は、温度係数の大きな物性値であり、 わずかな温度変化で大きく変わる。 また、 この式で$\frac{dv}{dx}$はずり速度$D_v$と呼ばれる。 一般に粘性係数は、ずり速度の一次近似として定数と考える。 多くの流体では定数であるが、 ずり速度の一次関数として 定数として考えることのできない流体も多い。

流体には図3.110の用ように $\tau/D_v$ が一定なニュートン粘性流体と 図で比例関係ではない非ニュートン粘性流体がある。

図 3.110: ニュートン流体と非ニュートン流体
\includegraphics[scale=0.7]{TgifFigs/fluid-visco}

電子的な粘性計測(粘度計)は少ない。 オーソドックスな粘度計には 毛細管粘度計 (キャノン・フェンスケ、ウベローデ、オストワルド)、 落球粘度計、 回転粘度計がある。



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Ken Kishimoto 2014-06-02