Viskożità. Il-koeffiċjent tal-viskożità dinamika. It-tifsira fiżika tal-koeffiċjent ta 'viskożità

Indiċi ta 'viskożità - parametru ewlieni tal-fluwidu operattiv jew tal-gass. F'termini fiżiċi, il-viskożità jistgħu jiġu definiti bħala l-frizzjoni interna kkawżata mill-mozzjoni tal-partikoli li jikkostitwixxu l-massa tal-likwidu medju (gass), jew, b'mod iktar sempliċi, ir-reżistenza moviment.

X'inhu l-viskożità

Determinazzjoni esperjenza empirika viskożità sempliċi: il-wiċċ imżerżaq lixx simultanjament jitferra ammont ugwali ta 'ilma u żejt. flussi ilma żejt aktar malajr. Huwa aktar fluwidu. Nimxu malajr drain l-żejt jipprevjeni frizzjoni ogħla bejn il-molekoli tagħha (interna reżistenza - viskożità). Għalhekk, viskożità fluwidu proporzjonalment invers għall fluwidu.

Indiċi ta 'viskożità:-formula

F'forma simplifikata tal-proċess ta 'fluwidu viskuża fil-pipeline jista' jitqies saffi paralleli kif ċatti A u B ma 'l-istess erja tal-wiċċ S, id-distanza bejn li hija l-kobor ta' siegħa.

Dawn iż-żewġ saffi (A u B) jimxu mal-veloċitajiet differenti (V u V + † v). Saff jkollhom l-ogħla veloċità (V + † v), tinvolvi l-moviment tas-saff B, miexja b'veloċità aktar bil-mod (V). Fl-istess ħin is-saff B tendenza li tnaqqas ir-rata tas-saff A. It-tifsira fiżika tal-koeffiċjent viskożità huwa li l-frizzjoni tal-molekuli li jikkostitwixxu l-reżistenza fluss tas-saffi tifforma forza li Isaak Nyuton deskritti bil-formula segwenti:

F = μ × S × († v / h)

hawn:

• † v - differenza bejn il-veloċità tal-moviment tas-saffi tal-fluss ta 'fluwidu;
• h - distanza bejn is-saffi fluss likwidu;
• S - erja tal-wiċċ tas-saff fluss ta 'fluwidu;
• μ (mu) - fattur li jiddependi fuq il-proprjetajiet ta 'likwidu, imsejjaħ viskożità dinamika assoluta.

Fil SI formola unitajiet hija kif ġej:

μ = (F × h) / (S × † v) = [Pa × i] (× tieni Pascal)

Fejn F - il-forza gravità (piż) tal-unità tal-volum ta 'fluwidu idrawliku.

valur ta 'viskożità

F'ħafna każijiet, il-koeffiċjent tal-viskożità dinamika hija mkejla fil centipoises (CP) skond il-CGS sistema (ċentimetru, gramma, it-tieni). Fil-prattika, il-viskożità tal-proporzjon tal-massa likwidu hija relatata mal-volum tagħha, jiġifieri densità likwidu:

ρ = m / V

hawn:

• ρ - densità tal-likwidu;
• m - massa ta 'fluwidu;
• V - volum ta 'likwidu.

Il-proporzjon bejn il-viskożità dinamika (μ) u d-densità (ρ) tissejjaħ viskożità ν kinematika (ν - Grieg - nu):

ν = μ / ρ = [m ² / s]

Inċidentalment, il-metodi għad-determinazzjoni tal-koeffiċjent viskożità huma differenti. Per eżempju, il-viskożità kinematika għadu mkejjel skond is-sistema GHS fl centistokes (cSt) u ta 'kwantitajiet submultiplu - Stokes (St):

• 1 Klassi = 10 ^{-4 m2} / s = 1 ċm ² / s;
• 1sSt = 10 ^-6 m ² / s = 1 mm ² / s.

Determinazzjoni tal-viskożità ta 'ilma

koeffiċjent viskożità ta 'ilma huwa determinat billi jitkejjel il-ħin fluss ta' fluwidu mit-tubu kapillari kalibrat. Dan il-mezz huwa kkalibrat bl-użu magħruf viskosità likwidu standard. Sabiex jiddeterminaw viskożità kinematika, imkejjel mm ² / s, il-ħin fluss ta 'fluwidu, imkejjel f'sekondi, huwa mmultiplikat bil valur kostanti.

Bħala unità paragun huwa użat l-viskożità ta 'ilma distillat, li l-valur huwa kważi kostanti anki meta l-bidliet fit-temperatura. Viskożità - proporzjon tal-ħin f'sekondi li hija meħtieġa volum fiss ta 'ilma distillat ma jiskadi l toqba kkalibrat, l-istess valur għat-likwidu tat-test.

Viskometri

Viskożità huwa mkejjel fi gradi Seconds Engler (° E) SAYBOLT Universali ( "sus) jew gradi Redwood (° RJ) skond it-tip ta 'rheometer. Tliet tipi ta' Viskometri jvarjaw biss fl-ammont ta 'flowing medium likwidu.

Viskometru kejl tal-viskożità fi gradi Engler unità Ewropea (° E), ikkalkulat għal kull 200 ^cm3 ta flowing medium likwidu. Viskometru kejl tal-viskożità fil Seconds SAYBOLT Universali ( "sus jew" SSU), użati fl-Istati Uniti, li jkollu 60 ^cm3 ta 'likwidu tat-test. Fl-Ingilterra, fejn użat gradi Redwood (° RJ), tmexxi kejl tal-viskożità ta '50 ^cm3 ta' likwidu viskometru. Per eżempju, jekk 200 ^cm3 minn bir taż-żejt flussi għaxar darbiet aktar kajman milli l-istess ammont ta 'ilma, l-viskożità huwa 10 ° Engler E.

Peress temperatura hija fattur ewlieni fit-tibdil tal-proporzjon viskożità, il-kejl normalment jitwettqu inizjalment f'temperatura kostanti ta '20 ° C u mbagħad fl valuri ogħla tagħha. Ir-riżultat, għalhekk, hija espressa billi żżid temperatura xierqa, eż 10 ° E / 50 ° C jew 2.8 ° E / 90 ° C viskożità likwidu f'20 ° C ogħla mit-viskożità tiegħu f'temperaturi ogħla. żjut idrawliċi għandhom viskożita fit-temperaturi rispettivi li ġejjin:

190 cSt f'temperatura ta '20 ° C = 45.4 f'cSt mal-50 ° C = 11.3 cSt fi 100 ° Ċ

valuri ta 'traduzzjoni

Determinazzjoni ta 'viskożità iseħħ fis-sistemi differenti (Amerikani, Ingliżi, GHS) u għalhekk huma ħafna drabi meħtieġa biex tittraduċi data minn sistema ta' kejl għall-ieħor. Biex taqleb il-valuri ta 'viskożità ta' fluwidu espressa fi gradi Engler fil centistokes ^(mm2 / s) permezz tal-formula empirika li ġejja:

ν (TSP) = 7,6 × ° E × (1-1 / ° E3)

Per eżempju:

• 2 ° E = 7,6 × 2 × (1-1 / 23) = 15,2 × (0875) = 13,3 cSt;
• 9 ° E = 7,6 × 9 × (1-1 / 93) = 68,4 × (0,9986) = 68,3 cSt.

Sabiex malajr tiddetermina l-viskożità standard tal-formula idrawlika jistgħu jiġu ssimplifikati żejt kif ġej:

ν (TSP) = 7,6 × ° E (mm ² / s)

Wara viskożità kinematika ν fil mm ² / s jew cSt, jista 'jiġi konvertit fi koeffiċjent viskożità dinamika μ, tintuża r-relazzjoni li ġejja:

μ = ν × ρ

Eżempju. Rijassunt formuli differenti ta 'traduzzjoni gradi Engler (° E) centistokes (TSP) u centipoises (CPS), jassumi li ż-żejt idrawliku b'densità ρ = 910 kg / ^m3 għandu viskożità kinematika ta' 12 ° E, f'unitajiet ta centistokes:

ν = 7,6 × 12 × (1-1 / 123) = 91,2 × (0,99) = 90,3 ^mm2 / s.

Peress 1sSt = 10 ^-6 m ² / iu 1br = N × 10 ^-3 i / m ^2, allura l-viskożità dinamika se jkun ugwali għal:

μ = ν × ρ = 90.3 × 10 ^-6 · 910 = 0.082 × N i / m ² = 82 CPS.

koeffiċjent viskożità ta 'l-gass

Huwa determinat mill-kompożizzjoni (kimika, mekkaniċi) gass għal temperatura u pressjoni applikata fil-kalkolu ta 'gass dinamika assoċjati mal-moviment tal-gass. Fil-prattika, il-viskożità tal-gass tiġi kkunsidrata fl-iżvilupp disinn ta 'oqsma tal-gass, fejn il-kalkolu huwa mwettqa bidliet koeffiċjent jiddependi fuq il-bidliet kompożizzjoni tal-gass (speċjalment importanti għal depożiti kondensat gass), it-temperatura u l-pressjoni.

Aħna jikkalkula l-koeffiċjent ta 'viskożità ta' arja. Il-proċessi se jkunu simili għal dawk deskritti hawn fuq iŜ-Ŝewā ilma flussi. Assumi paralleli li jiċċaqalqu żewġ gass flussi U1 u U2, iżda b'rati differenti. Bejn is-saffi ta 'konvezzjoni se jseħħu (interpenetrazzjoni) molekuli. Bħala riżultat, momentum fluss ta 'arja aktar mgħaġġel jiċċaqilqu se jonqos u inizjalment miexja bil-mod - mgħaġġla.

Il-koeffiċjent ta 'viskożità ta' arja, skond il-liġi Newton, espressa mill-formola li ġejja:

F = × -h (Du / dz) × S

hawn:

• Du / dz huwa l-gradjent veloċità;
• S - żona tal-forza impatt;
• Fattur h - il-viskożità dinamika.

indiċi ta 'viskożità

Viskożità Indiċi (VI) - parametru korrellazzjoni il-bidla fil-viskożità u t-temperatura. Il-korrelazzjoni hija relazzjoni dipendenza statistika, f'dan il-każ iż-żewġ valuri li bihom l-bidla fit-temperatura hija akkumpanjata minn varjazzjoni sistematika ta 'viskożità. L-ogħla Indiċi ta 'viskożità, l-anqas il-bidla bejn iż-żewġ valuri, jiġifieri l-viskożità tal-fluwidu operattiv hija iktar stabbli bit-temperatura.

Il-viskożità taż-żjut

Fl-pedamenti tal-Indiċi ta 'viskożità żejt moderna ta' inqas minn 95-100 unitajiet. Allura fil-makkinarju idrawliku u tagħmir jista 'jintuża fluwidi biżżejjed stabbli li jirrestrinġu varjazzjoni wiesgħa fil-viskożità f'kundizzjonijiet ta' temperaturi kritiċi.

"Favorevoli" b'koeffiċjent ta 'viskożità jista' jinżamm bl-introduzzjoni ta xi addittivi żejt speċjali (polimeri) miksuba minn -distillazzjoni ta 'petroleum. Huma jżidu l-żejt Indiċi ta 'viskożità billi tillimita tibdil fil-karatteristiċi tal-firxa permissibbli. Fil-prattika l-introduzzjoni ta 'kwantità meħtieġa ta' addittivi żejt baxxa bażi Indiċi ta 'viskożità jista' jiżdied għal 100-105 unitajiet. Madankollu, taħlita hekk akkwistata kienet tfixkel il-proprjetajiet tiegħu taħt pressjoni għolja u t-tagħbija tas-sħana, biex b'hekk jitnaqqsu l-effettività tal-addittiv.

Fil-poter ċirkwiti għandhom jintużaw fluwidi idrawliċi qawwija ma 'Indiċi ta' viskożità ta '100 unità. Fluwidi li jkun fihom addittivi li jżidu l-Indiċi ta 'viskożità, huma użati fil ċirkwiti tal-kontroll idrawliċi u sistemi oħra li joperaw fil-medda ta' pressjoni baxxa / medja, fi bdil firxa tat-temperatura li jkunu mgħammra tnixxijiet żgħar u batchwise. Peress li l-żidiet pressjoni u ż-żidiet viskożità, iżda l-proċess iseħħ fi pressjonijiet ta 'hawn fuq 30.0 MPa (300 bar). Fil-prattika, dan il-fattur huwa spiss huwa ttraskurat.

Kejl u indiċjar

Skond l-istandards ISO internazzjonali, il-viskożità ta 'ilma (u likwidi oħra) hija espressa centistokes: f'cSt (mm ² / s). Il-kejl ta 'żjut proċess viskożità għandhom isiru f'temperaturi bejn 0 ° C, 40 ° C u 100 ° C Fi kwalunkwe każ, fil-marka ta 'kodiċi viskożità żejt għandu jiġi indikat fil ċifra 40 ° C Away viskożità huwa mogħti f'50 ° Ċ Marki, ħafna drabi użati fl-idrawlika inġinerija, ivarjaw minn ISO VG 22 ISO VG 68.

Idrawliċi VG żejt 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 f'temperatura ta '40 ° C għandhom viskożità jikkorrispondu għall-ittikkettjar tagħhom: 22, 32, 46, 68 u 100 cSt. Il-viskożità kinematika ottimali ta 'l-fluwidu operattiv fis-sistemi idrawliċi tinsab fil-firxa ta' 16-36 cSt.

Soċjetà Amerikana ta 'Inġiniera tal-Karozzi (Soċjetà ta' Inġiniera tal-Karozzi - SAE) ikun firxiet ta 'viskożità f'temperaturi speċifiċi u l-kodiċi xierqa assenjati lilhom stabbilita. In-numru wara l-ittra P, - assolut dinamika koeffiċjent viskożità μ f'0 ° F (-17.7 ° Ċ), u ν l-viskożità kinematika determinata fi 212 ° F (100 ° C). Dan indiċjar kkunsidra żjut multigrade użati fl-industrija tal-karozzi (trasmissjoni, mutur, u l-bqija. D.).

L-effett ta viskożità fuq ix-xogħol idrawliċi

Determinazzjoni tal-viskożità tal-fluwidu mhux biss interess xjentifiku u edukattiv, iżda wkoll twettaq sinifikat prattiku importanti. Il-fluwidi idrawliċi mhux biss trasferiment ta 'enerġija mill-pompa lill-mutur idrawliku, iżda wkoll biex tillubrikha partijiet u l-komponenti tiġi rtirata mill-sħana ġenerata pari frizzjoni. Ma jikkorrispondix mal-ħidma tal-viskożità fluwidu operattiv jistgħu jfixklu serjament l-effettività tal-idrawlika.

Il-viskożità għolja tas-fluwidu operattiv (żejt densità għolja ħafna) twassal għall-effetti negattivi li ġejjin:

• żiedu l-reżistenza fluss tal-likwidu idrawliku jikkawża waqgħa fil-pressjoni eċċessiva fis-sistema idrawlika.
• Deċelerazzjoni kontroll tal-veloċità u mozzjonijiet tal-attwaturi mekkaniċi.
• Żvilupp ta 'cavitation pompa.
• Żero jew baxxa ħafna rilaxx arja mit-tank taż-żejt idrawliku.
• Telf notevoli tal-poter (effiċjenza tnaqqas) ta 'ħajdroliks minħabba l-ispiża għolja ta' enerġija biex jingħelbu l-frizzjoni interna tal-fluwidu.
• Żieda torque ta 'l-prime mover tal-magna kkawżata billi tiżdied it-tagħbija fuq il-pompa.
• It-żieda fit-temperatura tal-likwidu idrawliku iġġenerat minn żieda frizzjoni.

Għalhekk, it-tifsira fiżika tal-koeffiċjent ta 'viskożità huwa fl-impatt tagħha (pożittivi jew negattivi) fuq il-komponenti u l-mekkaniżmi għall-vetturi, makkinarju u tagħmir.

Telf ta 'enerġija idrawlika

Il-viskożità baxxa tal-fluwidu operattiv (żejt densità baxxa) tikkawża l-effetti negattivi li ġejjin:

• Falling effiċjenza volumetriku tal-pompi bħala riżultat ta 'żieda nixxijat interni.
• Iż-żieda fil-nixxijat interni ta 'komponenti idrawliċi fis-sistema idrawlika kollha - pompi, valvoli, valv, muturi idrawliċi.
• Żieda jilbsu ta 'unitajiet ippumpjar u pompi disturbazzjoni minħabba nuqqas viskożità fluwidu idrawliku meħtieġa għal-lubrifikazzjoni ta' partijiet tħakkik.

-kompressibilità

Kull likwidi taħt pressjoni huwa kompressat. Fir-rigward żjut, coolants u lubrikanti użati fl-idrawlika inġinerija mekkanika, empiriku hija kkonstatat li l-proċess ta 'kompressjoni huwa proporzjonalment invers għall-massa fluwidu fuq il-volum tagħha. L-ammont ta 'membru kompressjoni għal żjut minerali huma sinifikament aktar baxxi għall-ilma u ħafna inqas għall-fluwidi sintetiċi.

Fil-pressjoni baxxa idrawlika fluwidu kompressibilità effett negliġibbli sempliċi fuq tnaqqas il-volum inizjali. Iżda magni qawwija bi pressjoni għolja ċilindri idrawliċi sewqan u kbar, dan il-proċess timmanifesta ruħha b'mod viżibbli. Fil idrawlika żejt minerali fi pressjoni ta '10.0 MPa (100 bar), il-volum jonqos b'0.7%. F'dan il-każ, bidla fil-volum kompressjoni sa ċertu punt jinfluwenza il-viskożità kinematika u t-tip ta 'żejt.

konklużjoni

Determinazzjoni tal viskożità tippermetti li wieħed ibassar l-operazzjoni tat-tagħmir u makkinarju fil-kondizzjonijiet varji, billi jieħu kont ta'bidliet fis-fluwidu jew gass kompożizzjoni, pressjoni, temperatura. Ukoll, il-kontroll tal-indikaturi rilevanti għall-industrija taż-żejt u l-gass, utilitajiet u industriji oħra.