Viskozite. Dinamik viskozite katsayısı. viskozite katsayısı fiziksel anlamı

viskozite indeksi - çalışma sıvı ya da gazın önemli bir parametresi. Fiziksel açıdan, viskoziteli bir sıvı (gaz) ortamın kütlesini oluşturan parçacıklar, ya da, daha basit bir şekilde, hareket direncinin hareketinin neden olduğu iç sürtünme olarak tanımlanabilir.

viskozite nedir

Basit bir ampirik deneyim viskozite tayini: düz eğimli yüzey aynı zamanda su ve yağ eşit miktarda içine döküldü. Su daha hızlı yağ akar. Daha sıvıdır. yağ tahliye hızlı bir şekilde hareket onun moleküller arasında daha yüksek bir sürtünme (- viskozite iç direnci) engeller. Bu nedenle, sıvı viskozitesi akıcılığı ile ters orantılıdır.

viskozite indeksi: Formül

boru hattı viskoz akışkan prosesinin basitleştirilmiş bir formda saat büyüklüğüdür bunlar arasındaki mesafe, aynı yüzey alanına S gibi düz paralel tabakaları, A ve B olarak kabul edilebilir.

Bu iki tabaka (A ve B) farklı hızda (V ve V + ΔV) birlikte hareket eder. yüksek hız (V + ΔV) sahip olan bir tabaka daha düşük bir hızda (V) 'de hareketli B tabakasının hareketini kapsar. Aynı zamanda, B tabakası viskozite katsayısı fiziksel anlamı tabakalarının akış direncini oluşturan moleküllerin sürtünme kuvvet oluşturmasıdır tabaka A'nın hızını yavaşlatmak eğilimi Isaak Nyuton aşağıdaki formül ile tarif:

F = μ xs x (AV / h)

burada:

• ΔV - sıvı akış tabakaların hareket hızı arasındaki fark;
• h - sıvı akımı katmanlar arasındaki mesafe;
• S - sıvı akış tabakanın yüzey alanı;
• μ (u) - bağlı olarak etken bir sıvının özelliklerine, mutlak dinamik viskozite olarak adlandırılan.

aşağıdaki gibi SI birim formülü aşağıdaki gibidir:

μ = (h x K) / (ΔV x s) = [Pa xs] (Paskal saniye x)

Burada F - ağırlık (ağırlık) arasında kuvvet hidrolik sıvı hacmi birimi.

viskozite değeri

Bir çok durumda, kanal katsayı dinamik viskozitenin sistem cgs (santimetre, gram, ikinci) uyarınca centipoise (cP) ile ölçülür. Uygulamada, sıvı kitle oranı viskozitesi hacmi, yani, sıvı yoğunluğu ile ilgilidir:

ρ = m / V

burada:

• ρ - sıvının yoğunluğu;
• m - akışkanın kütle;
• V - sıvı hacmi.

dinamik viskozite (μ) ve yoğunluk (ρ) arasındaki oran, bir kinematik viskozite ν (- Yunan - ν nu) olarak adlandırılır:

ν = μ / ρ = ^[m2 / s]

Bu arada, viskozite katsayısının belirlenmesi için yöntemleri farklıdır. Örneğin, kinematik viskozite hala santistok GHS sistemi (cSt) ve bir alt-katı miktarları uygun olarak ölçülür - Stokes (St):

• 1. Sınıf = 10 ^{-4 m2} / s = 1 ^cm2 / s;
• 1sSt = 10 ^{-6 m2} / s = 1 ^mm2 / s.

su viskozitenin saptanması

su viskozitesi katsayısı kalibre kılcal boru boyunca sıvı akışı zamanın ölçülmesiyle saptanır. Bu cihaz, bir bilinen standart sıvı viskozitesini kullanılarak kalibre edilir. ^mm2 / s olarak ölçülen kinematik viskozitesi, belirlemek için, saniye cinsinden ölçülen sıvı akış süresi, sabit bir değer ile çarpılır.

Bir karşılaştırma birimi değeri bile sıcaklık değişiklikleri hemen hemen sabit olan damıtılmış su viskozite, kullanılan gibi. Viskozite - test sıvısı için aynı değere, kalibre edilmiş bir deliği bitiminden için distile su, sabit hacim gereklidir saniye cinsinden zamanın bir oranı.

viscometers

Viskozite Engler (° D) Saybolt evrensel Saniye reometrenin tipine bağlı olarak ( "SUS) veya (RJ °) Redwood derece. Viskometreler üç tip sadece sıvı ortam akış miktarı farklılık derece olarak ölçülür.

Avrupa birimi Engler derece (° D) viskozite ölçme Viskozimetre, sıvı ortam akan 200 ^cm3 başına hesaplanan. test sıvısı 60 ^cm3 içeren ABD'de kullanılan (SSU "SUS veya") Saybolt evrensel Saniyede viskozite, ölçüm Viskometre. (RJ °) Redwood derece kullanılan İngiltere, içinde, sıvı, 50 ^cm3 viskozite ölçüm viskometre yapar. Örneğin, bir yağ 200 ^cm3 su, aynı miktarda daha yavaş on kat akar, viskozite 10 ° Engler E.

sıcaklık viskozite oranını değiştirerek de önemli bir faktör olduğu için, ölçümler, genellikle daha yüksek değerlerde daha sonra 20 ° C'lik bir sabit sıcaklıkta, ilk olarak gerçekleştirilir ve. Sonuç, bu şekilde, örneğin, 10 ° E / 50 ° C ya da 2.8 ° D / 90 ° C, uygun bir sıcaklık eklenerek ifade edilir 20 ° C'de, sıvı viskozitesi daha yüksek sıcaklıklarda viskozitesi daha yüksek. Hidrolik yağlar aşağıdaki ilgili sıcaklıklarda viskozitesi:

100 ° C 'de, 50 ° C = 11.3 cSt 20 ° C = 45.4 cSt 190 cSt

çeviri değerleri

viskozitenin saptanması (Amerikan, İngiliz GHS) farklı sistemlerde meydana gelir ve bu nedenle genellikle bir ölçüm sistemi veri çevirmek için gereklidir. aşağıdaki empirik formül kullanılarak santistok ^(mm2 / s) 'de derece Engler ifade akışkanın viskozite değerleri dönüştürmek için:

ν (cst) = 7,6 x ° D x (1-1 / ° E3)

Örneğin:

• 2 ° D = 7,6 x 2 x (1-1 / 23) = 15,2 x (0,875) = 13.3 cSt;
• 9 ° D = 7,6 x 9 x (1-1 / 93) = 68,4 x (0,9986) = 68,3 cSt.

aşağıdaki gibi hızlı bir şekilde hidrolik formül standart viskoziteye belirlemek amacıyla yağ basitleştirilebilir:

ν (cst) = 7,6 x ° D ^(mm2 / s)

^mm2 / s veya cSt ν kinematik viskoziteye sahip, aşağıdaki ilişkiyi kullanarak, bir dinamik viskozitesi katsayısı μ dönüştürülebilir:

μ = ν x ρ

Örnek. Çeşitli formüller için Engler derece (° D) santistok (cSt) ve sentipoz (cps) Özetle, bir yoğunluğu olan, hidrolik yağ kabul ρ = 910 kg / ^m3 santistok birimlerinde 12 ° E bir kinematik viskoziteye sahiptir:

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

1sSt = 10 ^{-6 m2} / s ve 1br = N x 10 ^-3 s / m ^2, daha sonra dinamik viskozite eşit olacaktır:

μ = ν x ρ = = 0.082 x, Ns / ^m2 = 82 cPs 90.3 x 10 ^-6 · 910.

Gaz viskozitesi katsayısı

Gaz hareketi ile ilgili gaz dinamik hesaplamalar uygulanan sıcaklık ve basınca bileşim (kimyasal, mekanik) gaz ile belirlenir. Uygulamada, gaz viskozitesi gaz hesaplanması (gaz kondensat yatakları için özellikle önemlidir) gaz bileşimi bağlı olarak değişir katsayısı değişiklikler yapılır alanları, sıcaklık ve basınç tasarımı gelişiminde dikkate alınır.

Biz havanın viskozitesinin katsayısını hesaplar. Bunların işlemleri de iki su akışı, yukarıda tarif edilenlere benzer olacaktır. Paralel hareketli iki gaz akışları U1 ve U2, ancak farklı oranlarda varsayın. konveksiyon tabakası arasında, (iç içe) molekülleri ortaya çıkar. Sonuç olarak, ivme daha hızlı hareket eden hava akımı azalacak ve başlangıçta yavaş hareket - hızlandırdı.

uygun hava viskozite katsayısı, Newton kanuna aşağıdaki formül ile ifade:

S × F = h x (dU / z)

burada:

• dU / dZ hız gradyanı olduğu;
• S - etki gücünün alanı;
• Faktör H - dinamik yoğunluktur.

viskozite indeksi

Viskozite İndisi (VI) - viskozite ve sıcaklık değişimi ilişki kuran bir parametresi. korelasyon sıcaklık değişim viskozite sistematik değişim eşlik iki değer olan bu durumda bir istatistiksel bağımlılık ilişkisi vardır. çalışma akışkanının, yani viskozitenin yüksek viskozite indisi, iki değer arasında daha az bir değişiklik, sıcaklık ile daha kararlıdır.

yağların viskozite

az 95-100 birimlerinin modern petrol viskozite indeksi temelleri de. Bu nedenle hidrolik makinaları kritik sıcaklık koşulları altında viskozite geniş bir varyasyon kısıtlamak yeterince stabil sıvıları kullanılabilir.

viskozite "Uygun" katsayısı ile elde edilen özel yağı katkı (polimerler) sokulması sureti ile muhafaza edilebilir petrolün damıtılmasından. Bu izin verilebilir aralığın özelliklerinde değişiklikler sınırlayarak viskozite indeksi yağ artar. Uygulamada katkı gerekli miktarda giriş düşük viskozite indisi temel yağ 100-105 birime yükseltilebilir. Bununla birlikte, bu şekilde elde edilen karışım, olduğu, böylece katkı maddesinin etkinliğini azaltır, yüksek basınç ve ısı yükü altında özelliklerini bozar.

Gücün devreleri 100 birim bir viskozite indeksi ile güçlü bir hidrolik sıvıları kullanılmalıdır. viskozite indeksini artırmak katkı maddeleri içeren sıvılar, küçük sızıntıları ve kesintili ile sınırlı bir sıcaklık aralığı değişiklikler, düşük / orta basınç aralığında çalışan hidrolik kontrol devreleri ve diğer sistemler kullanılmaktadır. basınç artar ve viskozite artar, ancak bu işlem 30.0 MPa (300 bar) üzerindeki basınçlarda cereyan ettiğinde. Uygulamada bu faktör ihmal edilmektedir.

Ölçme ve endeksleme

uluslararası ISO standartlarına uygun olarak, su (ve diğer sıvıların) viskozitesi santistok ifade edilir: cSt ^(mm2 / s). Viskozite proses yağlarının ölçümleri, 0 ° C, 40 ° C ile 100 ° C arasındaki sıcaklıklarda yapılmalıdır Herhangi bir durumda, kod işareti yağ viskozite numarası 40 ° C 'de belirtilmelidir Dışarıda viskozite, 50 ° C 'de verilmektedir En sık ISO VG 68 ISO VG 22 mühendislik hidrolik, aralık kullanılan işaretler.

22, 32, 46, 68 ve 100 cSt'lik: 40 ° C arasındaki bir sıcaklıkta Hidrolik yağ VG 22 VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 viskoziteleri, etiketleri tekabül sahiptir. Hidrolik sistemlerde çalışma akışkanının en uygun kinematik viskozitesi 16 ila 36 cSt aralığındadır.

Otomotiv Mühendisleri (American Society of Automotive Engineers Derneği - SAE), belirli sıcaklıklarda ve bunlara atanan uygun kodlar istenen viskozite aralıkları oluşturmuştur. yazmak W takip eden sayı, - 0 ° F (-17,7 ° C) mutlak dinamik viskozite katsayısı μ ve ν kinematik viskozite 212 ° F (100 ° C) 'de tespit edilmiştir. Bu endeksleme saygı dört mevsim otomotiv endüstrisinde kullanılan yağlar (iletim, motor, vb. D).

Hidrolik çalışma viskozite etkisi

akışkanın viskozite tayini sadece bilim ve eğitim faiz değil, aynı zamanda önemli pratik bir önem taşıyor. hidrolik akışkanlar, sadece hidrolik motor için pompa enerji transfer değil, aynı zamanda, tüm parçalar ve bileşenler ısı ürettiği sürtünme çifti çekilir yağlamak için. çalışan akışkan viskozitesinin çalışmalarına karşılık gelmez ciddiye hidrolik etkinliğini bozabilir.

Çalışma sıvısı (yağ çok yüksek yoğunluklu), yüksek viskozite aşağıdaki negatif etkilere yol açar:

• Hidrolik sıvısının daha yüksek akış direnci, hidrolik sistemin aşırı basınç düşüşüne neden olur.
• hız ve aktüatörlerin mekanik hareket kontrolünü yavaşlaması.
• Pompa kavitasyon geliştirilmesi.
• Hidrolik yağ tankından sıfır ya da çok düşük hava boşaltma.
• nedeniyle sıvının iç sürtünme üstesinden gelmek için enerjinin yüksek maliyeti hidrolik gücü (indirgeyici verimliliği) bir fark edilebilir kaybı.
• Pompanın üzerindeki yükü arttırarak kaynaklanan makinenin ana işletici artan tork.
• artan sürtünme tarafından üretilen hidrolik akışkanın sıcaklık artışı.

Böylece viskozite katsayısı fiziksel anlamı araçlar, makinaları için bileşenler ve mekanizmalara (pozitif veya negatif) etkisi bulunmaktadır.

Hidrolik güç kaybı

çalışma akışkanı (düşük yoğunluklu yağ) düşük viskozitesi aşağıdaki negatif etkilere neden olur:

• İç sızıntıyı artan bir sonucu olarak pompanın hacimsel verimliliği düşüyor.
• Pompalar, valfler, vana, hidrolik motorlar - tüm hidrolik sisteminde bileşenlerin iç sızıntı artış.
• pompalama birimleri aşınmasına ve gerekli sürtünme parçalarının yağlanması için yetersiz hidrolik sıvı viskoziteye bağlı olarak sıkışma pompalar.

sıkıştırılabilirlik

basınç altında herhangi bir sıvı sıkıştırılır. yağları, soğutucular ve makine mühendisliği hidrolik kullanılan yağlayıcı ile ilgili olarak, deneysel olarak da sıkıştırma işlemi hacmi akışkan kütle ile ters orantılı olduğu bulundu. Mineral yağlar sıkıştırma elemanının miktarı önemli ölçüde sentetik sıvılar için su, alt ve çok daha düşüktür.

başlangıç hacminin azaltılması ile ilgili basit, düşük basınçlı hidrolik sıvı sıkıştırılabilirlik ihmal edilebilir etkisinin olduğu. Ama yüksek basınçlı hidrolik tahrik silindirleri ile büyük en güçlü makineler, bu süreç gözle görülür kendini gösterir. Hidrolik olarak mineral yağı 10.0 MPa (100 bar) arasında bir basınçta, hacminin% 0.7 düşer. Bu durumda, küçük bir ölçüde sıkıştırma hacminde bir değişiklik kinematik viskoziteye ve yağ tipini etkileyebilir.

Sonuç

viskozitenin saptanması sıvı veya gaz bileşimi, basınç, sıcaklık değişiklikleri dikkate alınarak, çeşitli koşullar altında alet ve makine işlemi tahmin sağlar. Ayrıca, petrol ve gaz endüstrisi, kamu hizmetleri ve diğer sektörlerde alakalı göstergelerin kontrolü.