Viskozeco. La koeficiento de dinamika viskozeco. La fizika signifo de la koeficiento de viskozeco

viskozeco indekso - ŝlosilan parametron de la laboranta fluido aŭ gaso. En fizikaj esprimoj, la viskozeco povas esti difinita kiel la interna frotado kaŭzita de la movado de la partikloj konstituante la maso de la likva (gasa) meza, aŭ, pli simple, la movado rezisto.

Kio estas la viscosidad

Simpla empiria sperto viskozeco determino: la glata klinitaj surfaco samtempe verŝis en egala kvanto de akvo kaj oleo. Akvo fluas pli rapide oleo. Estas pli fluida. Movanta rapide malplenigi la oleo malhelpas pli alta frotado inter liaj molekuloj (interna rezisto - viskozeco). Tiel, fluida viskozeco inverse proporcional al lia flueco.

viskozeco indekso: la formulo

En simpligita formo de la procezo de viskoza fluido en la dukto povas esti konsiderita plata paralelaj tavoloj A kaj B kun la sama surfaca areo S, la distanco inter kiu estas la grando de h.

Tiuj du tavoloj (A kaj B) movi kun malsamaj rapidecoj (V kaj V + ΔV). Mantelo havanta la plej altan rapidon (V + ΔV), engaĝas la movado de la tavolo B, movante je pli malrapida rapido (V). Samtempe la B tavolo emas malrapidigi la kurzo de la tavolo A. La fizika signifo de la viscosidad koeficiento estas ke la frotado de la molekuloj konstituante la fluo rezisto de la tavoloj formas forto kiu Isaak Nyuton priskribita per la sekva formulo:

F = μ × S × (ΔV / h)

tie:

• ΔV - diferenco inter la rapido de movado de fluida fluo tavoloj;
• h - distanco inter la likva fluo tavoloj;
• S - surfaca areo de la fluida fluo tavolo;
• μ (mu) - faktoro depende de propraĵoj de likva, nomita absoluta dinamika viskozeco.

En SI unitoj formulo estas kiel sekvas:

μ = (F × H) / (S × ΔV) = [Pa × j] (× Pascal dua)

Kie F - la forto de gravito (pezo) unuo de la fluida hidraŭlika volumo.

valoro de viscosidad

Plejofte, la koeficiento de dinamika viskozeco estas mezurita en centipoises (CP) laŭ la sistemo CGS (centimetro, gramo, dua). Praktike, la viscosidad de la likva maso kvociento estas rilatigita kun lia volumo, tio estas: likva denseco:

ρ = m / V

tie:

• ρ - denseco de la likva;
• m - maso de fluido;
• V - volumeno de likvaĵo.

La rilatumo inter la dinamika viskozeco (μ) kaj denseco (ρ) nomiĝas cinemática viskozeco ν (ν - greka - nu):

ν = μ / ρ = [m ² / s]

Por iu, metodoj por determini la viscosidad koeficiento estas malsamaj. Ekzemple, la cinemática viskozeco daŭre mezuris laŭ la GHS sistemo en centistokes (CST) kaj submúltiplo kvantoj - Stokes (St):

• 1-a klaso = 10 ^-4 m ² / s = 1 cm ² / s;
• 1sSt = 10 ^-6 m ² / s = 1 mm ² / s.

Determino de la viskozeco de akvo

Viskozeco koeficiento de akvo estas determinita je la fluida fluo tempo tra la kalibrita capilar tubon. Tiu aparato estas kalibrita uzante konata norma likva viskozeco. Determini cinemática viskozeco, mezurita en mm ² / s, la fluida fluo tempo, mezurita en sekundoj, estas multiplikita per konstanto valoro.

Kiel komparo unuo estas uzata la viskozeco de akvo distilita, kies valoro estas preskaŭ konstanta ĝis kiam la temperaturo ŝanĝiĝas. Viskozeco - rilatumo de la tempo en sekundoj kiu bezonas fiksita volumo de distilita akvon al la expiry de kalibrita truo, al la sama valoro por la testo likva.

viscometers

Viskozeco estas mezurita en gradoj Engler (° E) Saybolt Universala Duaj ( "SUS) aŭ Redwood gradoj (° RJ) depende de la speco de rheometer. Tri specoj de viscometers diferencas nur en la kvanto de fluanta likvaĵo meza.

Viscometer mezuri la viscosidad en Eŭropa unuo Engler gradoj (° E), kalkulita po 200 cm ³ de fluanta likvaĵo meza. Viscometer mezuri la viscosidad en Saybolt Universala Duaj ( "SUS aŭ" SSU), uzita en Usono, kiu enhavas 60 cm ³ de testo likva. En Anglio, kie uzata Redwood gradoj (° RJ), kondutoj viscometer mezuri la viscosidad de 50 cm ³ de likva. Ekzemple, se 200 cm ³ el oleo fluas je dekoble pli malrapida ol la sama kvanto de akvo, la viskozeco estas 10 ° Engler E.

Ekde temperaturo estas ŝlosila faktoro en la ŝanĝo de la viscosidad kvociento, la mezuradoj estas kutime realigita komence je konstanta temperaturo de 20 ° C kaj tiam en lia pli alta valorojn. La rezulto, tiel, estas esprimita aldonante konvenan temperaturon, ekz-e 10 ° E / 50 ° C aŭ 2.8 ° E / 90 ° C. likva viskozeco ĉe 20 ° C pli alta ol lia viscosidad ĉe pli altaj temperaturoj. Hidraŭlika oleojn havas viskozeco ĉe la jenaj respektivaj temperaturoj:

190 CST je 20 ° C = 45.4 CST je 50 ° C = 11.3 CST je 100 ° C.

traduko valoroj

Determino de viscosidad okazas en malsamaj sistemoj (usona, brita, GHS) kaj tial ofte estas postulata por traduki datumojn de unu mezura sistemo al alia. Por konverti la valorojn de viscosidad de la fluida esprimitaj en gradoj Engler en centistokes (mm ² / s) uzante la sekvajn empiria formulo:

ν (CST) = 7.6 × ° E × (1-1 / ° Kaj3)

Ekzemple:

• 2 ° E = 7.6 × 2 × (1-1 / 23) = 15,2 × (0.875) = 13,3 CST;
• 9 ° E = 7.6 × 9 × (1-1 / 93) = 68,4 × (0,9986) = 68,3 CST.

Por rapide determini la normon viskozeco de la hidraŭlikaj formulo povas esti simpligita oleo tiel:

ν (CST) = 7.6 × ° E (mm ² / s)

Havante ν cinemática viskozeco en mm ² / s aŭ CST, ĝi povas esti konvertita en dinamika viskozeco koeficiento μ, uzante la sekvan rilaton:

μ = ν × ρ

Ekzemplo. Resumante diversaj formuloj traduko Engler gradoj (° E) centistokes (CST) kaj centipoises (CPS), supozi ke hidraŭlika oleo kun denseco ρ = 910 kg / m ³ havas cinemática viskozeco de 12 ° E, en unuoj de centistokes:

ν = 7.6 × 12 × (1-1 / 123) = 91,2 × (0.99) = 90,3 mm ² / s.

Ekde 1sSt = 10 ^-6 m ² / s kaj 1br = N × 10 ^-3 s / m ^2, tiam la dinamika viskozeco estos egala al:

μ = ν × ρ = 90,3 × 10 ^-6 · 910 = 0.082 × N s / m ² = 82 CPS.

Viskozeco koeficiento de la gaso

Ĝi estas difinita per la komponado (kemiaj, mekanikaj) gaso al temperaturo kaj premo aplikita en la gaso-dinamika kalkuloj asociita kun gaso movado. Praktike, la viscosidad de la gaso estas prenita en rakontas en la dezajno evoluo de gaso kampoj, kie la ŝtono kondukita koeficiento ŝanĝoj depende de la gaso komponaĵo ŝanĝoj (precipe grava por gaso condensado deponejoj), temperaturo kaj premo.

Ni kalkulas la koeficiento de viskozeco de aero. La procezoj estos similaj al tiuj priskribitaj super la du fluoj de akvo. Alpreni paralelajn moviĝas du gaso riveretoj Aŭ1 kaj Aŭ2, sed al malsamaj ritmoj. Inter la tavoloj de konvekcio okazos (interpenetración) molekuloj. Rezulte, impeto rapida movanta aerfluo malpliiĝos kaj komence moviĝas malrapide - akcelita.

La koeficiento de viskozeco de aero, konforme al la leĝo de Newton, esprimis per la sekva formulo:

F = -h × (DU / dz) × S

tie:

• Du / dz estas la rapido gradiento;
• S - areo de efiko forto;
• Faktoro h - la dinamika viskozeco.

viskozeco indekso

Viskozeco Indekso (VI) - parametro korelaciante la ŝanĝo en viscosidad kaj temperaturo. La korelacio estas statistika dependeco rilato, en ĉi tiu kazo la du valoroj en kiu la temperaturo ŝanĝo akompanas sistema variado de viscosidad. Ju pli alta la viskozeco indekso, des malpli la ŝanĝo inter ambaŭ valoroj, tio estas: la viscosidad de la laboranta fluido estas pli stabila kun temperaturo.

La viskozeco de la oleojn

En la fundamento de la moderna petrolo viskozeco indekso de malpli ol 95-100 unuoj. Do en hidraŭlika maŝinaro kaj ekipaĵo povas esti uzata sufiĉe stabilan fluidoj kiuj restriktas larĝa vario en viskozeco sub kondiĉoj de kritikaj temperaturoj.

"Favora" koeficiento de viskozeco povas subteni enkondukante specialan oleo aldonaĵoj (polimeroj) ricevis per la destilación de la petrolo. Ili pliigas la viscosidad indekso oleo limigante ŝanĝoj en la karakterizaĵoj de la permesebla gamo. Praktike la enkonduko de necesaj da aldonaĵoj la malalta viskozeco indekso bazo oleo povas esti levita al 100-105 unuoj. Tamen, tiel akiris miksaĵo estis malhelpas liaj proprietoj sub alta premo kaj varmo ŝarĝo, tiel reduktante la efikecon de la adicia.

En povo cirkvitoj devas uzi potencan hidraŭlikaj fluidoj kun viskozeco indekso de 100 unuoj. Fluidoj enhavantaj aldonaĵoj kiuj pliigas la viscosidad indekso, estas uzataj en hidraŭlika kontrolo cirkvitoj kaj aliaj sistemoj funkcias en la gamo de malaltaj / meza premo, en limigita temperaturo gamo ŝanĝoj kun malgrandaj ellasiloj kaj batchwise. Ĉar la premo pliigas kaj la viskozeco kreskas, sed la procezo okazas ĉe premoj super 30.0 MPa (300 bar). Praktike, tiu faktoro estas ofte neglektitaj.

Mezurado kaj indexation

Konforme al la internaciaj ISO normoj, la viskozeco de akvo (kaj aliaj likvaj) estas esprimita en centistokes: CST (mm ² / s). Mezuradoj de viscosidad procezo oleojn devus esti farita ĉe temperaturoj inter 0 ° C, 40 ° C kaj 100 ° C. Ĉiukaze, en la kodo markon oleo viskozeco estu indikita en la numeralo 40 ° C. For viscosidad donas je 50 ° C. Markoj, plejofte uzata en inĝenieristiko hidraŭlika, intervalo de ISO VG 22 al ISO VG 68.

Hidraŭlika oleo VG 22 VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 al temperaturo de 40 ° C havas viscosities korespondanta al markigo: 22, 32, 46, 68 kaj 100 CST. La optimuma cinemática viskozeco de la laboranta fluido en hidraŭlikaj sistemoj estas en la gamo de 16 al 36 CST.

Amerika Socio de Automotive Engineers (Socio de Automotive Engineers - SAE) establis montoĉenoj de viscosities ĉe specifaj temperaturoj kaj taŭga kodojn asignita al ili. La nombro post la literon W, - absoluta dinamika viskozeco koeficiento μ en 0 ° F (-17.7 ° C), kaj ν la cinemática viskozeco determinita je 212 ° F (100 ° C). Ĉi indeksado rilate multigrade oleojn uzata en la industrio de la aŭto (transdono, motoro, kaj tiel plu. D.).

La efiko de viskozeco sur hidraŭlika verko

Determino de la viskozeco de la fluido estas ne nur sciencajn kaj edukajn intereso, sed ankaŭ portas gravajn praktikajn signifon. La hidraŭlikaj fluidoj ne nur transdoni energion de la pumpilo por la hidraŭlika motoro, sed ankaŭ por lubriki ĉiuj partoj kaj komponantoj estas retiriĝis de la varmego generita frotado paroj. Ne respondas al la laboro de la laboranta fluido viskozeco povas serioze interrompi la efikecon de la hidraŭlika.

La alta viskozeco de la laboranta fluido (oleo tre alta denseco) kondukas al la sekva negativaj efikoj:

• La pliigita fluo rezisto de la fluida hidraŭlika kaŭzas troa premo guto en la hidraŭlika sistemo.
• Desaceleración kontrolo de rapido kaj mekanikaj movoj de la actuadores.
• Evoluo de pumpilo cavitación.
• Nulo aŭ tre malalta aero eldono de la hidraŭlika oleo tanko.
• Al videbla perdo de potenco (reduktante efikeco) de hidraŭlika pro la alta kosto de energio por venki la internajn frotado de la fluida.
• Pliigita paro motoro de la ĉefaktivulo de la maŝino kaŭzitaj de kreskanta la ŝarĝon sur la pumpilo.
• La kresko de temperaturo de la fluida hidraŭlika generita per pliigis frotado.

Tiel, la fizika signifo de la koeficiento de viskozeco estas en ĝia efiko (pozitiva aŭ negativa) sur la komponantoj kaj mekanismoj por veturiloj, maŝinaro kaj ekipaĵo.

Perdo de hidraŭlika potenco

La malalta viskozeco de la laboranta fluido (malalta denseco oleo) kaŭzas la sekvajn negativajn efikojn:

• Falling volumétrica efikeco de la bomboj rezulte de kreskanta interna leakage.
• La kresko de la interna fugoj de hidraŭlika komponantojn en la tuta hidraŭlika sistemo - pumpiloj, valvoj, valvo, hidraŭlikaj motoroj.
• Pliigis eluziĝo de bombasto unuoj kaj bomboj jamming pro nesufiĉa fluida hidraŭlika viskozeco necesa por lubrikado de frotante partoj.

compresibilidad

Ajna likva premo estas kunpremita. Koncerne al oleojn, fridigaĵoj kaj lubricantes uzata en mekanika inĝenierio hidraŭlika, empirie ĝi trovis, ke la procezo de compresión estas inverse proporcia al la fluida maso sur ĝia volumeno. La kvanto de compresión membron por mineralaj oleoj estas signife pli malalta por akvo kaj multe pli malalta por la sintezaj fluidoj.

En simplaj malalta premo fluida hidraŭlika compresibilidad nekonsiderinda efiko al redukti la komencan kapitalon. Sed potencaj maŝinoj kun alta premo hidraŭlika veturado cilindroj kaj grandaj, ĉi tiu procezo manifestas videble. En hidraŭlika oleo mineralo je premo de 10,0 MPa (100 bar), la volumeno malgrandiĝas per 0,7%. En ĉi tiu kazo, ŝanĝo en la compresión volumo al malgranda amplekso influi la cinemática viscosidad kaj tipon de oleo.

konkludo

Determino de viskozeco permesas antaŭdiri la operacio de la teamo kaj maŝinaro sub diversaj kondiĉoj, konsiderante ŝanĝoj en fluida aŭ gaso komponado, premo, temperaturo. Ankaŭ, kontrolo de la indikiloj signifaj al la petrolo kaj gasa industrio, utilecoj kaj aliaj industrioj.