В'ЯЗКІСТЬ, *вязкость; **viscosity; ***Viskosität, Zähigkeit – 1) Властивість рідин та газів чинити опір взаємному переміщенню сусідніх шарів (внутрішнє тертя). Розрізняють В. відносну, динамічну, кінематичну, ньютонівську, питому, приведену і структурну. Згідно з законом Ньютона В. характеризується коефіцієнтом пропорційності μ, Па*с між опором зсуву τ Н/м² і ґрадієнтом швидкості руху шарів Д=dv/dy, с^-1, перпендикулярним напрямку зсуву (поверхні шарів): τ=μ(dv/dy). Цей коефіцієнт називають динамічним коефіцієнтом в’язкості. Виділяють також кінематичний коефіцієнт в’язкості ν, що є відношенням динамічного коефіцієнта В. до густини ρ речовини ν=μ/ρ. Одиниці вимірювання коефіцієнтів В. (СI): динамічного – 1 (Н*с)/м²= 1 Па*с; кінематичного – 1 м²/с (коефіцієнт ν на відміну від μ виражається величинами, які не пов’язані з масою рідини, тобто величинами, які носять, так би мовити, кінематичний характер, у той час як μ носить динамічний характер; звідси походять їх назви – динамічний, кінематичний). В. технічних продуктів часто характеризують умовними одиницями – градусами Енглера (°Е) і Барб’є (°В), секундами Сейболта ("S) і Редвуда ("R). В. залежить від тиску, температури, а також іноді від ґрадієнта зсуву Д (неньютонівські середовища; їх В. охоплює і т. зв. структурну В.) Рідини, В. яких не залежить від Д, називають ідеально в’язкими (ньютонівськими). В. рідин у загальному випадку з підвищенням тиску незначно збільшується, а з підвищенням температури зменшується.

Кількісно В. динамічний коефіцієнт дорiвнює дiючiй силi F, яку треба прикласти до одиницi площi зсувної поверхнi шару S, щоб пiдтримати в цьому шарi ламiнарний рух iз сталою швидкiстю вiдносного зсуву U, що дорiвнює одиницi. При однорiдному зсувi В. д. к. визначається за Ньютоном: μ = P/U, де – напруга зсуву; – швидкiсть вiдносного зсуву; (дорiвнює ґрадiєнту швидкостi ). У загальному випадку в’язкість визначається узагальненим законом Ньютона:

для i = j ;

для і ≠ j .

де P_ij – тензор напруг; - тензор швидкостей деформацiї; p – тиск; τ – швидкiсть об'ємної деформацiї; μ, μ′ – два коефiцiєнти в'язкостi; і, j - iндекси вiд 1 до 3. Коефiцiєнт μ пов'язаний із швидкiстю деформацiї зсуву (звичайний динамічний коефiцiєнт в'язкостi); μ′ – другий коефіцієнт в'язкості, який пов'язаний зі швидкiстю об'ємної деформацiї рiдин (для нестисливих рiдин дорiвнює 0).

В. – одна з найважливіших технічних характеристик нафти, продуктів її переробки, газових конденсатів і фракцій; визначає характер процесів видобування нафти, її піднімання на денну поверхню, промислового збирання і підготовку, умови перевезення і перекачування продуктів, гідродинамічного опору під час їх транспортування по трубопроводах та ін. Для деяких видів палив та мастил В. служить нормованим показником. В. пластових нафт зростає при тисках нижче тиску насичення. Визначається впливом двох факторів: виділенням розчиненого газу, що приводить до збільшення В. залишкової нафти, і об’ємним розширенням нафти при зниженні тиску, що приводить до зменшення В. Великий вплив має перший фактор. В. газів помітно збільшується як з підвищенням тиску, так і температури. Вуглеводневі флюїди, які насичують гірські породи в природних умовах, залежно від густини мають динамічний коефіцієнт В., який відрізняється на багато порядків – від сотих часток мПа*с (для газів) до сотень тисяч і навіть мільйонів мПа*с (високов’язкі важкі нафти). Основна частина розроблюваних традиційними способами нафтових родовищ містить у продуктивних пластах нафту з динамічним коефіцієнтом В. в межах 0,5–25 мПа*с, рідше до 70 мПа*с. В. розгазованих нафт значно вища. При цьому вуглеводневі флюїди з динамічним коефіцієнтом В. понад 12–15 мПа*с вважаються нафтами підвищеної В. Родовища нафти з високою В., в т.ч. структурною, розробляються із застосуванням спеціальних методів видобування на основі використання теплового впливу, а також загущених або хімічно активних витіснювальних аґентів.

В. вод, які містяться у гірських породах, змінюється в широких межах залежно від мінералізації, температури пласта і внутрішньопорового тиску. На невеликих глибинах динамічний коефіцієнт В. маломінералізованих вод біля 1 мПа*с, у глибоких пластах з високою температурою (60–70°С і вище) динамічний коефіцієнт В. мінералізованих вод зменшується до десятків часток мПа·с.

У процесах збагачення твердих корисних копалин В. впливає на швидкість відносного переміщення частинок у суспензії, є основним параметром збагачення у важких середовищах. В. залежить не лише від густини суспензії (співвідношення твердого і рідкого), але й від величини та гідрофільності частинок. Утворення тиксотропних сіток-структур у суспензії приводить до різкого зростання її В. за рахунок виникання крім звичайної (ньютонівської) структурної складової В. Остання залежить від ґрадієнта швидкості течії і оборотно руйнується в турбулентних потоках, при вібраціях і механічних впливах.

В основу методів вимірювання В. і їх класифікації покладено математичні залежності, які описують різні види течій середовищ. Вимірювання В. здійснюють віскозиметрами.

2) Властивість твердого тіла – гірської породи необоротно поглинати енергію в процесі її деформування. В. зумовлена пластичною деформацією і непружністю гірських порід. При пластичній деформації В. кількісно характеризується відношенням величини дотичних напруг, які виникають у верстві, що підлягає зсуву, до швидкості пластичної течії, яке змінюється від 10¹³ до 10²⁰ Па*с. Величина В., яка пов’язана з непружністю (пружна післядія, термопружний ефект, пружний гістерезис) гірських порід, пропорційна коефіцієнту механічних втрат (декременту згасання), значини якого коливаються від 10^–1 до 10^–3. При руйнуванні В. оцінюється як робота деформування гірської породи, віднесена до одиниці площі зразка. Визначається за результатами ударних випробувань зразків на копрі (ударна В.). Може бути розрахована як добуток коефіцієнта пластичності на межу міцності гірських порід. На практиці визначають коефіцієнт відносної В. (спеціальними зарядами, які закладаються в досліджуваний масив) як відношення зусилля, необхідного для відділення деякої частини гірської породи від масиву, до величини зусилля, необхідного для відділення від масиву вапняку, взятого за еталон. Величина цього коефіцієнта змінюється від 0,5 до 3 (напр., для мармуру 0,7; пісковика 1,2; ґраніту 1,3; кварциту 1,9; базальту 2,2). Із збільшення В. зростає поглинання пружних хвиль, зменшуються повзучість і набрякання порід, зростає енергоємність процесів дроблення і розкришення порід під час переробки корисних копалин і вибухових робіт.