技術資料

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構造解析用語
粘性 (viscosity)
ある物質の流れを妨害しようとする性質を粘性と呼びます。例えば、蜂蜜は水よりも粘性が最も大きいため、同じ条件の水と比べその流れが非常に鈍いです。流体の流れは、一部分が移動するとき隣接する他の部分が一緒に沿って動くので、粘性は分子間の内的摩擦と考えられます。この時の摩擦は、流速の分布に差が生じることを阻止しようとする力です。

粘性は、パイプラインなどを通して流体を運搬する際に生じる抵抗力を算出するために考慮する重要な項目です。殆どの流体においては、流れを誘発させるせん断応力(shear stress)は、せん断歪み(shear strain)に正比例します。即ち、せん断応力をせん断歪みで割った値は、液体の同一温度では一定です。この一定の値(定数)を動的粘性係数(kinematic viscosity)、または絶対粘性係数(absolute viscosity)と言います。

このような方法で、動く流体の流れを数学的に公式化した英国の科学者ニュートン(Newton)の名を付けニュートン流体(Newtonian fluid)と呼びます。液体の粘性係数は、温度が上がると急速に減少し、逆に気体の粘性係数は、温度が上がると増加します。従って、熱を加えると、液体の流動速度は速くなりますが、気体は速度がより遅くなります。動的粘性係数の大きさは、単位面積当たりの力に時間を掛けたため、粘性の単位は [荷重x時間] / [面積]です。

実用的な面での運動粘性係数が絶対粘性係数より便利に使用されます。運動粘性係数は、流体の絶対粘性係数をその物質の質量(density)で割った値です。従って、運動粘性係数の単位は [面積] / [時間]で表現されます。

 
 
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