Kinematická viskozita

Kinematická viskozita

Tabulka shrnuje kinematickou viskozitu vybraných kapalin a orientační hodnoty pro některé oleje. U viskozity je vždy nutné sledovat teplotu měření, protože s teplotou se mění velmi výrazně.

Kinematická viskozita ν (čte se „ný“) je podíl dynamické viskozity η a hustoty ρ. Popisuje, jak se v tekutině projevuje viskózní odpor ve vztahu k její hustotě:

ν = η / ρ

Jednotkou v soustavě SI je m²·s⁻¹. V technické praxi se běžně používá mm²·s⁻¹, což odpovídá jednotce centistoke (cSt). Platí: 1 cSt = 1 mm²·s⁻¹ = 10⁻⁶ m²·s⁻¹. Voda má při 20 °C kinematickou viskozitu přibližně 1,004 cSt, pro rychlé porovnání se proto často používá zaokrouhlená hodnota 1 cSt.

Jak tabulku používat

Hodnoty v tabulce jsou orientační a platí pro uvedenou teplotu. Pokud teplota uvedena není, jde o běžnou tabulkovou hodnotu blízkou pokojové teplotě nebo o hodnotu převzatou ze zdrojové tabulky. U olejů, medu a dalších viskózních kapalin může změna teploty změnit viskozitu násobně.

Pro přesný výpočet z dynamické viskozity použijte vztah ν = η / ρ. Například kapalina s dynamickou viskozitou 0,001 Pa·s a hustotou 1000 kg·m⁻³ má kinematickou viskozitu 1 × 10⁻⁶ m²·s⁻¹, tedy 1 cSt.

Zdroj: Kinematic Viscosity of Common Fluids – The Engineering ToolBox.

Dynamická vs. kinematická viskozita

Obě veličiny popisují viskózní chování tekutin, ale používají se v jiném kontextu. Dynamická viskozita η vyjadřuje vnitřní tření tekutiny a souvisí se silou potřebnou k pohybu vrstev vůči sobě. Kinematická viskozita ν navíc zohledňuje hustotu, takže vystihuje poměr viskózních účinků k setrvačnosti tekutiny.

Proto se kinematická viskozita používá například při výpočtu Reynoldsova čísla, proudění v potrubí, sedimentaci, volbě hydraulických kapalin a popisu mazacích olejů.

SAE klasifikace olejů a referenční teploty

Hodnoty olejů v tabulce je vhodné číst jako orientační starší tabulkové údaje. Část hodnot používá referenční teploty −17,8 °C (= 0 °F), 37,8 °C (= 100 °F) nebo 98,9 °C (= 210 °F), které pocházejí ze starších amerických technických tabulek.

Současné normy rozlišují zejména SAE J300 pro motorové oleje a SAE J306 pro převodové oleje. Moderní klasifikace používají přesně definované zkušební metody, nízkoteplotní limity a kinematickou viskozitu při 100 °C. Proto nelze starší číselné řádky z této tabulky chápat jako aktuální normovou specifikaci oleje.

Označení s písmenem W se vztahuje k nízkoteplotním vlastnostem (Winter). Vyšší číslo obvykle znamená vyšší viskozitní třídu jen v rámci stejného typu klasifikace; nelze přímo porovnávat například motorový olej SAE J300 a převodový olej SAE J306.

V praxi

Kinematická viskozita se nejčastěji používá při výpočtu Reynoldsova čísla, výběru mazacích olejů a hydraulických kapalin. Konkrétní srovnání hodnot z tabulky:

• Voda (asi 1,0 cSt při 20 °C) – referenční hodnota. Kapaliny s nižší hodnotou proudí snadněji, kapaliny s vyšší hodnotou pomaleji.
• Mléko (1,13 cSt) a pivo (1,8 cSt) – hodnoty blízké vodě; při čerpání se chovají podobně.
• Med (73,6 cSt při 37,8 °C) – orientační hodnota; při pokojové teplotě může být med výrazně viskóznější. S rostoucí teplotou viskozita kapalin obvykle rychle klesá.
• Olivový olej (43,2 cSt při 37,8 °C) – středně viskózní kapalina; hodnota se citelně mění s teplotou.
• Olej SAE 30, starší hodnota 9,6–12,9 cSt při 98,9 °C – orientační historická hodnota, nikoli náhrada aktuální normové specifikace.
• Ricínový olej (259–325 cSt při 37,8 °C) – velmi viskózní olej; používá se mimo jiné v mazivech a technických kapalinách.

Pro převody jednotek (cSt ↔ m²·s⁻¹ ↔ stoke) použijte stránku převody kinematické viskozity.

Časté otázky

Co je kinematická viskozita?

Kinematická viskozita (ν, značka „ný“) je podíl dynamické viskozity η a hustoty ρ: ν = η / ρ. Popisuje, jak se v tekutině projevuje viskózní odpor ve vztahu k její hustotě. Jednotkou je m²·s⁻¹, v praxi centistoke.

Jaká je kinematická viskozita vody?

Kinematická viskozita destilované vody při 20 °C je přibližně 1,004 cSt, tedy přibližně 1 mm²·s⁻¹. Pro rychlé porovnání se používá zaokrouhlená hodnota 1 cSt.

Jaká je viskozita medu?

Orientační tabulková kinematická viskozita medu při 37,8 °C je přibližně 73,6 cSt. Skutečná hodnota silně závisí na obsahu vody, složení a teplotě; při pokojové teplotě bývá med výrazně viskóznější.

Jaký je vzorec pro kinematickou viskozitu?

Kinematická viskozita se vypočítá jako ν = η / ρ, kde η je dynamická viskozita [Pa·s] a ρ hustota kapaliny [kg·m⁻³]. Výsledek je v m²·s⁻¹; po vynásobení 10⁶ dostanete hodnotu v cSt.

Jaká je jednotka kinematické viskozity a co je centistoke?

Základní jednotkou v SI je m²·s⁻¹. V technické praxi se používá centistoke (cSt): 1 cSt = 1 mm²·s⁻¹ = 10⁻⁶ m²·s⁻¹. Starší jednotka stoke (St) odpovídá 100 cSt.

Jak číst hodnoty olejů SAE v tabulce?

Hodnoty olejů SAE v této tabulce jsou orientační a vycházejí ze starších tabulkových údajů. Současné normy SAE J300 a SAE J306 používají přesné zkušební metody a podmínky, proto tabulku nečtěte jako aktuální normovou specifikaci konkrétního oleje.

Jaký je rozdíl mezi dynamickou a kinematickou viskozitou?

Dynamická viskozita (η, Pa·s) vyjadřuje vnitřní tření tekutiny. Kinematická viskozita (ν, m²·s⁻¹ nebo cSt) je podíl η/ρ a zohledňuje hustotu. Používá se například při výpočtu Reynoldsova čísla, proudění v potrubí a popisu maziv.

Proč je viskozita olejů uvedena při teplotách 37,8 °C a 98,9 °C?

Jde o převod z původně používaných amerických jednotek: 100 °F = 37,8 °C a 210 °F = 98,9 °C. Tyto teploty se ve starších technických tabulkách objevují historicky; moderní normy často používají celé hodnoty v Celsiově stupnici, zejména 40 °C a 100 °C.

Zdroje a další informace

• Kinematic Viscosity of Common Fluids – The Engineering ToolBox
• Water – Dynamic and Kinematic Viscosity – The Engineering ToolBox
• SI Brochure – BIPM
• SAE J300 Engine Oil Viscosity Classification – SAE International
• SAE J306 Automotive Gear Lubricant Viscosity Classification – SAE International