Вязкость жидкости (динамическая), под которой понимается ее сопротивление деформации сдвига, является наиболее важной характеристикой для расчета и проектирования объемного гидравлического оборудования.
Механизм возникновения вязкости обусловлен тем, что при течении вязкой жидкости вдоль твердой стенки скорость движения ее слоев в результате торможения потока различна, вследствие чего между слоями возникает сила трения. Величина этой силы (касательного напряжения) определяется из уравнения, выражающего закон жидкостного трения Ньютона:
где μ – коэффициент пропорциональности, который называется коэффициентом динамической (или абсолютной) вязкости жидкости;
F – площадь рассматриваемого слоя жидкости или стенки, соприкасающейся с ней;
– градиент скорости;
y – расстояние между слоями жидкости, измеренное перпендикулярно направлению движения жидкости;
u – скорость движения жидкости.
Из этого уравнения следует, что динамический коэффициент вязкости μ численно равен силе трения, развивающейся на единице поверхности при градиенте скорости, равном единице.
В системе единиц МКГСС единицей абсолютной вязкости принято считать касательную силу, в которой действует один слой жидкости площадью 1 м2 на другой, при движении одного слоя относительно другого с градиентом скорости 1м/сек · м. Размерность этой единицы μ = 1 кГ · сек/м2.
В системе СГС (сантиметр – грамм – секунда) вязкость выражается в пуазах (пз), причем вязкость жидкости равна 1 пз, если сила, необходимая для того, чтобы перемещать одну относительно другой две параллельные пластинки из жидкости поверхностью в 1 см2, с градиентом скорости 1 см/сек · см, составляет 1 дин. Эта единица коэффициента вязкости обозначается μр и имеет размерность дин/см2 ·сек или г/см2 · сек.
Величину коэффициента динамической вязкости для маловязких жидкостей, применяемых в гидросистемах, обычно выражают в сантипуазах (спз), причем 1 спз = 0,01 пэ.
Единицы динамической вязкости связаны соотношением
1 спз = 1,0193 · 10-4 кГ · сек/м2 = 0,01 пз.
В системе СИ динамическая вязкость имеет размерность н · сек/м2 (ньютон – секунда на квадратный метр).
Ниже приведено соотношение между этими единицами вязкости:
