Вискозност. Коефицијент динамичког вискозитета. Физички Значење коефицијента вискозности

Индекс вискозности - кључни параметар радног флуида или гаса. У физичком смислу, вискозитет може бити дефинисана као унутрашњег трења изазваног кретањем честица чине масу течног (гасовитог) средњом или једноставније, покрета отпора.

Шта је вискозност

Једноставан емпиријска искуства вискозитет Одређивање: глатка слопед површина истовремено додата у једнаку количину воде и уља. Вода тече брже уље. То је више течности. Премештање брзо испустити уље спречава већи трење између њихових молекула (интернал отпора - вискозитет). Тако, течност вискозност обрнуто пропорционална њеној флуидност.

Индекс вискозитета: формула

У поједностављеном облику процеса вискозног флуида у цевоводу може се сматрати равним паралелним слојева А и Б са истом површином С, раздаљина између њих јесте модуо х.

Ова два слоја (А и Б) крећу са различитим брзинама (В и В + ΔВ). Слој који има највећу брзину (В + ΔВ), подразумева кретање слоја Б, креће мањом брзином (В). Истовремено Б слој има тенденцију да успори брзину слоја А. Физички Значење коефицијента вискозности да трења молекула чине отпор протока слојева ствара силу која Исаак Ниутон описан следећом формулом:

Ф = м × С × (ΔВ / х)

овде:

• ΔВ - Разлика између брзине кретања флуида слојева протока;
• х - растојање између течне струје слојева;
• С - површина флуида слоја протока;
• μ (му) - Фактор зависности својстава течности, назван апсолутна динамичка вискозност.

У СИ јединице формула гласи:

μ = (Ф × х) / (С × ΔВ) = [Па × с] (× Пасцал сецонд)

Где је Ф - сила гравитације (тежине) јединица запремине хидрауличне течности.

вредност вискозитета

У већини случајева, коефицијент динамичког вискозитета се мери у центипоисес (ЦП) у складу са системским ЦГС (центиметар, грам, секунда). У пракси, вискозитет течног масеном односу односи се на своје запремине, тј густина течности:

ρ = м / В

овде:

• ρ - густина течности;
• м - маса течности;
• В - запремина течности.

Однос динамичког вискозитета (м) и густине () назива кинематичку вискозност ν (ν - Греек - ну):

ν = μ / ρ = [м ² / с]

Узгред, методе за одређивање коефицијента вискозности су различити. На пример, Кинематска вискозност и даље мери у складу са ГХС система у центистокес (ЦСТ) и субмултипле количине - Стокес (ст):

• 1ст Цласс = 10 ^-4 м ² / с = 1 цм ² / с;
• 1сСт = 10 ^-6 м ² / с = 1 мм ² / с.

Одређивање вискозитета воде

коефицијент вискозност воде се одређује мерењем течности време протока кроз калибрисан капиларне цеви. Овај уређај калибрисан користећи познату стандардну течни вискозитет. Да бисте утврдили кинематичка вискозност, мерено мм ² / с, течност време протока, мерена у секундама, се множи константној вредности.

Као поређење јединица користи вискозитет дестиловане воде, чија је вредност готово константни чак при промени температуре. Вискозитет - однос времена у секундама који је потребан фиксну запремину дестилованој води до истека калибрисан рупе, на исту вредност за тест течности.

вискозиметри

Вискозитет се мери у степенима Енглер (° Е) Саиболт Универсал Сецондс ( "СУС) или Црвено степени (° РЈ) у зависности од врсте реометар. Три врсте вискозиметри разликују само по висини тече течног медијума.

Вискозиметар мерење вискозност у европској јединица Енглер степени (° Е), обрачунава по 200 ^цм3 тече течног медијума. Вискозиметар мерење вискозност у Саиболт Универсал секунди ( "СУС или" ССУ), користи у Сједињеним Америчким Државама, садржи 60 ^цм3 тест течности. У Енглеској, где се користи Редвоод степени (° РЈ), спроводи вискозиметром мерење вискозности 50 ^цм3 течности. На пример, ако 200 цм ³ из нафтних токова десет пута спорији од исте количине воде, вискозност је 10 ° Енглер Е.

Пошто температуре је кључни фактор у промени однос вискозности, мерења се обично изводе у почетку константној температури од 20 ° Ц и затим на њеним вишим вредностима. Резултат, дакле, изражава додавањем одговарајуће температуре, нпр 10 ° Е / 50 ° Ц или 2,8 ° Е / 90 ° Ц. течност вискозност на 20 ° Ц већа од вискозитета на високим температурама. Хидраулична уља имају вискозност на следећим одговарајућим температурама:

190 цСт на 20 ° Ц = 45.4 цСт на 50 ° Ц = 11.3 цСт на 100 ° Ц.

превод вредности

Одређивање вискозности јавља у различитим системима (амерички, британски, гхс) и због тога се често тражи да преведе податке из једног мерног система у други. За конверзију вредности вискозитета флуида изражених у степенима Енглер у центистокес (мм ² / с) применом следеће емпиријску формулу:

ν (ЦСТ) = 7,6 × ° В × (1-1 / ° Д3)

На пример:

• 2 ° Е = 7,6 × 2 × (1-1 / 23) = 15,2 × (0,875) = 13,3 цст;
• 9 ° И = 7,6 × 9 × (1-1 / 93) = 68,4 × (0,9986) = 68,3 цСт.

У циљу брже одредио стандардну вискозност хидрауличног формуле се може поједноставити нафту на следећи начин:

ν (цст) = 7,6 × ° Е (мм ² / с)

Имајући ν кинематичка вискозност у мм ² / с или цСт, може се конвертовати у динамичном коефицијент вискозности м, користећи следећу везу:

μ = ν × ρ

Екампле. Сумирајући вариоус формулас превода Енглер степени (° Е) центистокес (ЦСТ) и центипоисес (ЦПС), претпоставити да хидраулично уље са густином ρ = 910 кг / м ³ има Кинематска вискозност 12 ° Е, у јединицама центистокес:

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

Пошто 1сСт = 10 ^-6 м ² / с и 1бр = Н × 10 ^-3 с / м ^{2, онда} динамичка вискозност бити једнака:

μ = ν к ρ = 90,3 × 10 ^-6 · 910 = 0,082 × н с / м ² = 82 цПс.

Вискозност коефицијент гаса

Утврђује се смесом (хемијске, механичке) гас до температуре и притиска примењеног у прорачунима гаса-динамички повезане са покретом гас. У пракси, вискозитет гаса узима се у обзир у развоју пројектовања гасна поља, где се израчунавање спроводи коефицијент мења у зависности од промене састава гаса (посебно важно за гас кондензата депозите), температуре и притиска.

Ми израчунати коефицијент вискозности ваздуха. Процеси ће бити слични онима описаним изнад два водотока. Претпоставимо паралелни креће два гасних струја У1 и У2, али различитом брзином. Између слојева конвекције ће доћи (прожимање) молекуле. Као резултат тога, импулс брже кретање проток ваздуха ће се смањити и на почетку креће полако - убрзан.

Коефицијент вискозности ваздуха према са Њутнов закон, изражен следећом формулом:

П = -х × (Ду / ДМ) × С

овде:

• дУ / дЗ је брзина градијент;
• Н - област утицаја силе;
• Фацтор х - динамички вискозитет.

indeks вискозитета

Индекс вискозитета (ВИ) - параметар корелацији промену вискозности и температуре. Корелација је статистички зависност однос, у овом случају две вредности на који се промена температуре је праћено систематском варијација вискозности. Што је индекс више вискозности, мање промена између две вредности, тј вискозност радног флуида је стабилнија с температуром.

Вискозност уља

На темељима модерног индекса уље вискозности мање од 95-100 јединица. Тако у хидрауличном машина и опреме могу се користити довољно стабилан флуиде који ограничавају широку варијацију вискозности под условима критичним температурама.

"Повољна" коефицијент вискозности може одржати увођењем посебне уљаних адитива (полимери) добијене дестилацијом нафте. Они повећавају Индекс вискозности уља ограничавањем промене у карактеристикама дозвољених граница. У пракси је увођење потребне количине адитива ниске базе уље Индекс вискозности може да се повећа до 100-105 јединицама. Међутим, тако добијени смеша се смањује његова својства под високим притиском и топлотног оптерећења, чиме се смањује ефикасност адјуванса.

У власти кола морају да се користе моћне хидрауличне течности са индексом вискозности од 100 јединица. Течности садрже адитиве који повећавају индекс вискозитета, се користе у хидрауличним круговима контролним и другим системима који послују у опсегу ниског / средњег притиска, у ограниченом распону температура промени са малим цурења и дисконтинуално. Како се повећава притиска и повећава вискозност, али се процес одвија на притиску изнад 30,0 МПа (300 бар). У пракси, овај фактор се често занемарује.

Мерење и индексирање

У складу са међународним ИСО стандардима, вискозност воде (и других течности) је изражена у центистокес: цСт (мм ² / с). Мерења вискозности процеса уља треба вршити на температурама између 0 ° Ц, 40 ° Ц и 100 ° Ц У сваком случају, у код марка уља вискозитета треба навести на бројем 40 ° Ц. Аваи вискозност се даје на 50 ° Ц. Знаци, најчешће се користе у инжењерске хидраулике, у распону од ИСО ВГ 22 до ИСО ВГ 68.

Хидраулично уље ВГ 22, ВГ 32, ВГ 46, ВГ 68, ВГ 100 на температури од 40 ° Ц морају вискозности одговарају њиховој етикетирање: 22, 32, 46, 68 и 100 цСт. Оптимална Кинематска вискозност радног флуида у хидрауличним системима лежи у распону од 16 до 36 цСт.

Америцан Социети оф Аутомотиве Енгинеерс (Социети оф Аутомотиве Енгинеерс - САЕ) је утврдио опсег вискозности при специфичних температурама и одговарајућих кодова који су им додељени. Број након слова В, - апсолутни динамичка Коефицијент вискозност μ на 0 ° Ф (-17.7 ° Ц), а ν Кинематска вискозност установљена 212 ° Ф (100 ° Ц). Овај индексирање регард мултиградна уља која се користе у аутомобилској индустрији (преноса, мотор, и тако даље. Д).

Ефекат вискозности на хидрауличког рада

Одређивање вискозности течности није само научни и образовни интерес, али и носи важну практични значај. У хидрауличне течности не само пренесе енергију од пумпе до хидраулични мотор, али и подмазати све делове и компоненте се повлачи из топлоте трења парова. Не одговара за рад вискозности радног флуида може озбиљно да поремети ефикасност хидраулике.

Висока вискозност радног флуида (уље веома високе густине) доводи до следеће негативне ефекте:

• Повећана отпор протока хидрауличног флуида изазива прекомерно пад притиска у хидрауличном систему.
• Успоравање контролу брзине и механичких кретања на погонима.
• Развој пумпе кавитације.
• Нула или веома низак ваздушни ослобађање од хидрауличког резервоара уља.
• Приметан губитак снаге (смањење ефикасности) хидраулике због високих трошкова енергије за превазилажење унутрашње трење флуида.
• Повећан обртни моменат главни покретач машине изазваног повећањем оптерећења на пумпи.
• Температура Успон хидрауличког флуида генерише повећаним трењем.

Тако је физички смисао коефицијента вискозности је у свом утицају (позитивне или негативне) о компонентама и механизама за возила, машина и опреме.

Губитак хидрауличне снаге

Ниска вискозност радног флуида (ниске густине уља) изазива следеће негативне ефекте:

• Фаллинг запремински ефикасност пумпи као резултат повећања унутрашње цурење.
• Повећање унутрашње цурење хидрауличних компоненти у целој хидрауличког система - пумпи, вентила, вентил, хидромоторима.
• Повећана трошење пумпних јединица и пумпе за ометање због недовољне вискозности хидрауличне течности неопходне за подмазивање трљање делова.

stišljivost

Свака течност под притиском се компримује. Што се тиче уља, расхладне течности и мазива у машинству хидраулику, емпиријски је закључило да је процес компресије је обрнуто пропорционална течности масе на њеном обиму. Количина члана компресије на минерална уља знатно су ниже за воду и много ниже за синтетичке течности.

У једноставном ниског притиска хидрауличне стишљивости течности незнатан утицај на смањење почетну запремину. Али моћне машине са хидраулични погон високог притиска цилиндара и велика, овај процес се манифестује видљиво. У хидрауличким минералном уљу при притиску од 10,0 МПа (100 бар), обим смањује за 0,7%. У овом случају, промена у обиму компресије у малој мери утиче на кинематичка вискозност и врсту уља.

закључак

Одређивање вискозитета омогућава предвидети рад опреме и машинерије у различитим условима, узимајући у обзир промјене у флуид или гаса препарата, притиска, температуре. Исто тако, контрола индикатора релевантних за индустрију нафте и гаса, комуналних и других индустрија.