Quelle est la viscosité d'un fluide ?
La viscosité d'un fluide (également appelée viscosité) est une grandeur physique qui décrit le frottement interne d'un fluide lorsqu'il s'écoule et sa capacité à résister à la déformation. Plus précisément, lorsqu'une partie d'un fluide (qu'il s'agisse d'un gaz ou d'un liquide) s'écoule sur une autre partie, elle rencontre une résistance, appelée frottement interne. Pour que le fluide s'écoule, il est nécessaire d'appliquer une force tangentielle dans la direction de l'écoulement afin de contrer cette résistance.
Définition de la viscosité
Définition de la norme nationale : Pour un fluide cisaillé entre deux plans parallèles, lorsque le gradient normal par unité de surface de contact est égal à 1, l'intensité du frottement interne ou de la force de cisaillement causée par la viscosité du fluide est appelée viscosité. La viscosité d'un fluide non newtonien à un certain taux de cisaillement est appelée viscosité apparente à ce taux de cisaillement.
Définition physique : La viscosité est liée aux propriétés du matériau et peut être décrite par la formule de Newton : τ=ηdv/dx=ηD, où τ est la contrainte de cisaillement, dv/dx le gradient de vitesse, η la viscosité et D le taux de cisaillement. Cette formule exprime la relation entre le frottement interne du fluide et le gradient de vitesse.
Unité de viscosité
L'unité standard de viscosité est le pascal seconde (Pa·s). Cette unité signifie que lorsque deux plaques d'une surface de 1㎡ sont immergées dans un liquide et que la distance entre elles est de 1 mètre, si une contrainte de cisaillement de 1 N est appliquée à l'une des plaques de sorte que la vitesse relative entre elles est de 1 m/s, la viscosité du liquide est de 1 Pa·s.
Classification et facteurs d'influence de la viscosité
Selon les différentes propriétés du fluide, le fluide peut être divisé en fluide newtonien et fluide non newtonien.
Fluide newtonien : Sa viscosité est uniquement liée à la température et n'a aucun rapport avec le taux de cisaillement. Par exemple, l'eau et de nombreux autres liquides courants peuvent être considérés comme des fluides newtoniens dans des conditions normales. Lorsque la température augmente, la viscosité du liquide diminue généralement, tandis que celle du gaz augmente.
Fluide non newtonien : sa viscosité n'est pas seulement liée à la température, mais aussi à d'autres facteurs tels que la pression et le taux de cisaillement. La viscosité de ce type de fluide peut varier selon le taux de cisaillement, c'est pourquoi on le qualifie de fluide non newtonien.
Méthode de mesure de la viscosité
Il existe deux méthodes principales pour mesurer la viscosité : la viscosité absolue et la viscosité relative.
Viscosité absolue : elle comprend la viscosité dynamique et la viscosité cinématique. La viscosité dynamique est une grandeur physique couramment utilisée pour mesurer la viscosité d'un fluide, son unité étant le Pa·s. La viscosité cinématique est le rapport entre la viscosité dynamique d'un liquide et sa masse volumique à la même température, son unité étant le m²/s ou le mm²/s.
Viscosité relative : Il en existe trois principaux types : la viscosité Englert, la viscosité Saybolt et la viscosité Redwood. Ces viscosités sont obtenues en mesurant les propriétés d'écoulement des fluides dans des conditions spécifiques à l'aide de viscosimètres spécifiques. Leurs méthodes de représentation et leurs unités varient.
