Meranie koeficientu dynamickej viskozity telieskovým viskozimetrom

Teoretická časť:
Reálne kvapaliny sa vždy vyznačujú vnútorným trením. Vnútorné trenie alebo viskozita, je v kvapaline zapríčinené rôznymi rýchlosťami prúdenia jej častíc. Predstavme si kvapalinu prúdiacu v potrubí v smere osi X (obr. vedľa). Rozdeľme si kvapalinu na jednotlivé vrstvy, ktoré v závislosti od vzdialenosti od steny potrubia (od súradnice y) sa pohybujú rôznymi rýchlosťami v. Rýchlosť prúdenia kvapaliny sa zvyšuje s rastúcou vzdialenosťou od steny potrubia. Najvyššia je v strede potrubia. V dôsledku toho, že sa jednotlivé vrstvičky kvapaliny pohybujú rôznou rýchlosťou, vzniká medzi nimi tangenciálne napätie. Jeho smer leží v smere rýchlosti (v smere osi X) a jeho veľkosť je daná vzťahom

kde dy/dv je gradient rýchlosti v smere osi Y a η je koeficient dynamickej viskozity. Jednotkou koeficientu dynamickej viskozity je 1Pa.s s rozmerom kg/(m.s). Často užívanou jednotkou je
pois (P) pričom 1P=0,1Pa.s . Na vyjadrenie viskóznych vlastností kvapalín sa okrem koeficienta
dynamickej viskozity η zavádza aj koeficient kinematickej viskozity n vzťahom:

kde r je hustota danej kvapaliny. Jednotkou n je .
Vplyv vnútorného trenia tekutiny sa neprejavuje iba pri jej tečení, ale ovplyvňuje aj veľkosť sily odporu, ktorou pôsobí prostredie na pohybujúce sa teleso. Toto sa využíva na určovanie koeficienta dynamickej viskozity v tzv. telieskových viskozimetroch. Sú to zariadenia, v ktorých koeficient dynamickej viskozity sa určuje z rýchlosti pádu telieska v meranej kvapaline.
Na teliesko pohybujúce sa v kvapaline pôsobia tieto sily: tiaž telieska G, vztlak F1 a odpor prostredia F2. Orientácia síl je zrejmá z obrázku. Najčastejšie sa používa teliesko guľového tvaru. Ak guľôčka má hmotnosť m a polomer r (priemer d), potom veľkosť pôsobiacich síl môžeme vyjadriť: