श्यानता गुणांक

शयनता प्रदर्शित करता चलित चित्रण , सापेक्ष वर्णन में बाईं ओर के तरल पदार्थ में दाईं ओर के तरल की तुलना में कम शयनता होती है।

Coefficient of viscosity

श्यानता, तरल पदार्थों का एक महत्वपूर्ण गुण है और विभिन्न वैज्ञानिक, औद्योगिक और इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह द्रव गतिशीलता, स्नेहन और पाइप या चैनलों में द्रव प्रवाह जैसी प्रक्रियाओं में तरल पदार्थ के व्यवहार को प्रभावित करता है।

द्रव्य के बहाव का माप

इसके आगे,श्यानता का गुणांक, जिसे प्राय: $\eta$ (eta) से चिन्हित कीया जाता है, किसी तरल पदार्थ के प्रवाह या उसके आंतरिक घर्षण के प्रतिरोध का माप है। यह द्रव की श्यानता की मात्रा, निर्धारित करता है। यह वह गुण है,जो यह निर्धारित करता है कि आरोपित बल या कर्तनी तनाव, के प्रभाव में आकार द्रव कितनी सरलता से बहता है।

श्यानता गुणांक को किसी द्रव में अपरूपण प्रतिबल और अपरूपण दर के बीच संबंध के आधार पर परिभाषित किया जाता है। कर्तनी तनाव प्रवाह की दिशा के समानांतर प्रति इकाई क्षेत्र पर लगने वाला बल है, जबकि कर्तनी दर वह दर है जिस पर आसन्न द्रव परतें एक दूसरे से आगे खिसकती हैं। अपरूपण प्रतिबल ($\tau$) और अपरूपण दर $du/dy$ के बीच संबंध को न्यूटन के श्यानता के नियम का उपयोग करके व्यक्त किया जा सकता है:

$\tau =\eta *(du/dy)$

यहाँ, $\eta$ श्यानता के गुणांक का प्रतिनिधित्व करता है। श्यानता जितनी अधिक होगी, द्रव प्रवाह के प्रति उतना ही अधिक प्रतिरोधी होगा, जिसके परिणामस्वरूप दी गई के लिए कतरनी तनाव अधिक होगा।

श्यानता गुणांक को मापने की (एसआई) इकाई

यदि यह मान लीया जाए की हर प्रकार की तरल (द्रव्य) सामग्री के संरचना परत दर परत होती है, तो श्यानता के गुणांक ($\eta$) को उस तरल की ऐसी दो समानांतर परतों, जिनका इकाई क्षेत्र $A$ है ,के बीच, इकाई वेग बनाए रखने के लिए आवश्यक स्पर्शरेखा बल $F$ के रूप में परिभाषित किया गया है। $\eta$ की एसआई इकाई न्यूटन-सेकंड प्रति वर्ग मीटर ($Ns\cdot m^{-2}$) या पास्कल-सेकंड ($Pa.s$)

यहाँ ये याद रखना आवयशक है की श्यानता की $SI$ इकाई पास्कल-सेकंड ($Pa\cdot s$) है, हालाँकि अन्य इकाइयाँ,जैसे पॉइज़ ($P$) या सेंटीपोइज़ ($cP$) का भी उपयोग किया जाता है। एक पोइज़ $0.1Pa\cdot s$ के समतुल्य होता है।

श्यानता में बदलाव के कारक

श्यानता ,तापमान और दबाव के साथ भिन्न हो सकती है। कुछ तरल पदार्थों के लिए, बढ़ते तापमान के साथ श्यानता कम हो जाती है, जिससे वे कम श्यान हो जाते हैं और अधिक आसानी से प्रवाहित होते हैं (उदाहरण के लिए, पानी)। अन्य तरल पदार्थ, जैसे कि कुछ तेल, तापमान के साथ श्यानता में वृद्धि दर्शाते हैं (उदाहरण के लिए, शहद)।

मापन विधि व उपकरण

श्यानता का गुणांक, प्राय: विस्कोमीटर या रियोमीटर जैसी विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है। ये उपकरण तरल पदार्थ पर कर्तनी तनाव आरोपित करते हैं और परिणामी कतरनी दर को मापते हैं,इस प्रकार किसी द्रव्य की श्यानता के गुणांक की गणना की जाती है।

संक्षेप में

श्यानता, तरल पदार्थों का एक भौतिक गुण है। यह प्रवाह के प्रति प्रतिरोध दर्शाता है। एक सरल उदाहरण में, पानी की श्यानता कम होती है, क्योंकि यह "पतला" होता है। दूसरी ओर, सिरप और सड़क बनाने में उपयोग में आने वाले डामर में उच्च मात्रा की श्यानता होती है, क्योंकि उनका श्यानता का गुणांक अधिक होता है। इस प्रकार श्यानता का परीक्षण करने की एक विधि उस गति का माप है की जिस गति से मापित कीये जाने वाला पदार्थ, किसी ढलान से नीचे बहता है। इस उदाहरण में एक सी ढलान पर सिरप बहुत धीरे-धीरे नीचे तक पहुंचेगा,जबकि जल (पानी) द्रुत गति से नीचे पहुँच जाएगा।