TechOverflow Logo
TechOverflow

Jak vypočítat Andradeovu viskozitu v Pythonu pomocí UliEngineering

English Deutsch Français 简体中文 Español Українська Português Русский Čeština

Můžete snadno vypočítat Andradeovu viskozitu kapalin pomocí knihovny UliEngineering v Pythonu. Andradeova rovnice je Arrheniova typu model, který popisuje teplotní závislost viskozity:

K ⚠
Pa·s ⚠
K ⚠
andrade_viscosity.py
from UliEngineering.Physics.Viscosity import andrade_viscosity, CommonLiquids
from UliEngineering.EngineerIO import *

# Výpočet Andradeovy viskozity vody při 20°C
T = 20 + 273.15  # Převod na Kelviny
eta = andrade_viscosity(T, CommonLiquids.Water.andrade)
print(f"Water viscosity at 20°C: {format_value(eta, 'Pa·s')}")

# Výpočet Andradeovy viskozity ethanolu při 50°C
T = 50 + 273.15
eta = andrade_viscosity(T, CommonLiquids.Ethanol.andrade)
print(f"Ethanol viscosity at 50°C: {format_value(eta, 'Pa·s')}")

# Použití vlastních Andradeových konstant
from UliEngineering.Physics.Viscosity import AndradeConstants
custom = AndradeConstants(name="Custom liquid", A=1.0e-6, B=2000.0)
eta = andrade_viscosity(300.0, custom)
print(f"Custom liquid viscosity at 300K: {format_value(eta, 'Pa·s')}")

Příklad výstupu

andrade_viscosity_output.txt
Water viscosity at 20°C: 1.00 mPa·s
Ethanol viscosity at 50°C: 1.05 µPa·s
Custom liquid viscosity at 300K: 2.35 mPa·s

andrade viscosity plot.svg

Andradeova rovnice je dána:

$$ \eta = A \cdot \exp\left(\frac{B}{T}\right) $$

kde $\eta$ je dynamická viskozita, $T$ je absolutní teplota v Kelvinech a $A$ a $B$ jsou konstanty specifické pro materiál. Parametr $B$ souvisí s aktivační energií viskózního proudění.

Graf výše ukazuje Andradeův model viskozity pro několik běžných kapalin v teplotním rozsahu od 0°C do 100°C. Všimněte si, že viskozita exponenciálně klesá s teplotou, což je charakteristické pro většinu kapalin.

Knihovna UliEngineering poskytuje předdefinované Andradeovy konstanty pro běžné kapaliny jako voda, ethanol, methanol, glycerol, olivový olej, rtuť, aceton a benzen prostřednictvím třídy CommonLiquids.

Související příspěvky

Skript pro generování grafu

plot_andrade_viscosity.py
#!/usr/bin/env python3
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import sys
sys.path.insert(0, '/home/uli/dev/UliEngineering')

from UliEngineering.Physics.Viscosity import (
    andrade_viscosity,
    CommonLiquids,
)

# Teplotní rozsah v Celsiu pro graf
T_C = np.linspace(0, 100, 200)  # 0 až 100°C
T_K = T_C + 273.15  # Převod na Kelviny

# Vytvoření grafu
plt.figure(figsize=(10, 6))

# Graf pro různé běžné kapaliny
liquids_to_plot = [
    ('Voda', CommonLiquids.Water.andrade, 'blue'),
    ('Ethanol', CommonLiquids.Ethanol.andrade, 'green'),
    ('Methanol', CommonLiquids.Methanol.andrade, 'red'),
    ('Glycerol', CommonLiquids.Glycerol.andrade, 'purple'),
    ('Rtuť', CommonLiquids.Mercury.andrade, 'orange'),
]

for name, constants, color in liquids_to_plot:
    eta = andrade_viscosity(T_K, constants) * 1000  # Převod na mPa·s
    plt.plot(T_C, eta, label=name, color=color, linewidth=2)

plt.xlabel('Teplota (°C)', fontsize=12)
plt.ylabel('Dynamická viskozita (mPa·s)', fontsize=12)
plt.title('Andradeův model viskozity pro běžné kapaliny', fontsize=14, fontweight='bold')
plt.legend(loc='upper right', fontsize=10)
plt.grid(True, alpha=0.3)
plt.yscale('log')  # Logaritmická stupnice protože viskozity pokrývají řádové velikosti

plt.tight_layout()
plt.savefig('andrade_viscosity_plot.svg', format='svg', dpi=300)
print("Plot saved to andrade_viscosity_plot.svg")
Podívejte se na podobné články podle kategorie: Calculators, Physics, Python