Viscosity. It koëffisjint fan dynamyske viscosity. De fysike betsjutting fan 'e koëffisjint fan viscosity

viscosity yndeks - in toets parameter fan it wurkjen floeistof of gas. Yn fysike betingsten, de viscosity kin definiearre as de ynterne wriuwing feroarsake troch de moasje fan de dieltsjes constituting de massa fan de floeistof (gasfoarmige) medium, of, mear gewoan, de beweging ferset.

Wat is de viscosity

In ienfâldige empiryske ûnderfining viscosity fêststelling: de glêde sloped oerflak tagelyk geat yn in gelikense bedrach fan wetter en oalje. Wetter streamt flugger oalje. It is mear floeiber. Moving gau drain de oalje foarkomt in heger wriuwing tusken syn molekulen (ynterne ferset - viscosity). Sa, floeiber viscosity omkeard evenredich oan syn fluidity.

viscosity yndeks: de formule

Yn in ferienfâldige foarm fan it proses fan it taaie floeistof wêrby't de mooglikheden kin beskôge wurde as flat parallel lagen A en B mei deselde oerflak gebiet S, de ôfstân tusken dat is de omfang fan h.

Dy twa lagen (A en B) bewege mei ferskillende velocities (V en V + ΔV). In laach hawwende de heechste snelheid (V + ΔV), giet it om de beweging fan it laach B, beweecht op in stadiger snelheid (V). Tagelyk de B laach benaderjen liedt fertraget it taryf fan it laach A. De fysike betsjutting fan 'e viscosity koëffisjint is dat de wriuwing fan de molekulen constituting de stream ferset fan de lagen foarmet in krêft dy't Isaak Nyuton beskreaun troch de folgjende formule:

F = μ × S × (ΔV / h)

hjir:

• ΔV - ferskil tusken de snelheid fan de beweging fan floeiber trochstreaming lagen;
• h - ôfstân tusken de floeibere stream lagen;
• S - oerflak fan de floeistof flow laach;
• μ (MU) - faktor ôfhinklik fan eigenskippen fan in floeistof, neamd absolute dynamyske viscosity.

Yn SI ienheden formule is as folget:

μ = (F × h) / (S × ΔV) = [Pa × s] (× Pascal twadde)

Wêr F - de swiertekrêft (gewicht) ienheid fan de hydraulic floeistof folume.

wearde fan viscosity

Yn de measte gefallen, it Koëffisjint fan dynamyske viscosity wurdt metten yn centipoises (cp) yn oerienstimming mei it systeem CGS (sintimeter, gram, twadde). Yn de praktyk, it viscosity fan de floeistof massa ferhâlding wurdt yn ferbân mei syn folume, i.e. floeibere tichtens:

ρ = m / V

hjir:

• ρ - tichtheid fan de floeistof;
• m - massa fan fluid;
• V - folume fan de floeistof.

De ferhâlding tusken de dynamyske viscosity (μ) en tichtens (ρ) hjit in kinematic viscosity ν (ν - Greek - nu):

ν = μ / ρ = [m ² / s]

Trouwens, wurkwizen foar it fêststellen fan de viscosity koëffisjint binne oars. Bygelyks, de kinematic viscosity wurdt noch mjitten yn oerienstimming mei de GHS systeem yn centistokes (CST) en in submultiple hoemannichten - Stokes (St):

• 1st Class = 10 ^-4 m ² / s = 1 sm ² / s;
• 1sSt = 10 ^-6 m ² / s = 1 mm ² / s.

Bepaling fan de viscosity fan wetter

Viscosity koëffisjint fan wetter wurdt bepaald troch it mjitten fan de floeistof flow tiid troch de kalibrearre capillary buis. Dit apparaat is kalibrearre mei help fan in bekende standert floeiber viscosity. Om fêst te stellen kinematic viscosity, mjitten in mm ² / s, de floeistof trochstreaming tiid, mjitten yn sekonden, wurdt fermannichfâldige troch in konstante wearde.

As ferliking ienheid wurdt brûkt it viscosity fan distillearre wetter, wêrfan de wearde is hast konstante sels at de temperatuer feroaret. Viscosity - in ferhâlding fan de tiid yn sekonden dat is nedich fêste omfang fan distillearre wetter nei it ferrinnen fan in kalibrearre gat, oan deselde wearde foar de test floeibere.

viscometers

Viscosity wurdt metten yn graden Engler (° E) Saybolt Universal Seconds ( "SUS) of Redwood graden (° RJ) ôfhinklik fan it type rheometer. Trije soarten viscometers ferskille allinnich yn it bedrach fan streamt floeiber medium.

Skimarken it mjitten fan de viscosity yn Europeeske ienheid Engler graden (° E), berekkene per 200 cm ³ fan streamt floeiber medium. Skimarken it mjitten fan de viscosity yn Saybolt Universal Seconds ( "SUS of" ssu), brûkt yn de Feriene Steaten, mei dêryn 60 cm ³ fan test floeibere. Yn Ingelân, dêr't brûkt Redwood graden (° RJ), fiert skimarken mjitten de viscosity fan 50 cm ³ of floeibere. Bygelyks, as 200 sm ³ fan in oalje streamt om tsien kear stadiger as itselde bedrach fan wetter, it viscosity is 10 ° Engler E.

Sûnt temperatuer is in wichtige faktor yn it wizigjen fan it viscosity ratio, de mjittingen wurde meastentiids útfierd yn earste ynstânsje op in konstante temperatuer fan 20 ° C en dan by syn hegere wearden. It resultaat, dus, wurdt útdrukt troch it tafoegjen fan in passende temperatuer, bgl 10 ° E / 50 ° C of 2,8 ° E / 90 ° C. floeiber viscosity by 20 ° C heger as syn viscosity by hegere temperatueren. Hydraulic oaljes hawwe in viscosity by de folgjende oanbelangjende temperatueren:

190 CST at 20 ° C = 45.4 CST by 50 ° C = 11,3 CST by 100 ° C.

oersetting wearden

Fêststellen fan viscosity komt yn ferskillende systemen (American, Britten, GHS) en dêrom binne faak nedich om gegevens fan de iene measuring systeem nei in oare. Om bekearen de wearden fan viscosity fan de floeistof útdrukt yn graden Engler yn centistokes (mm ² / s) brûkend de folgjende empirysk formule:

ν (CST) = 7,6 × ° O × (1-1 / ° E3)

Bygelyks:

• 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.

Om fluch bepale de standert viscosity fan de hydraulyske formule kin ferienfâldige oalje as folget:

ν (CST) = 7,6 × ° E (mm ² / s)

It hawwen fan ν kinematic viscosity in mm ² / s of CST, kin wurde omsetten yn in dynamyske viscosity koëffisjint μ, mei help fan de folgjende relaasje:

μ = ν × ρ

Foarbyld. Gearfetsjend de ferskate formules fan oersetting graden Engler (° E), centistokes (CST), en centipoise (cps), der fan út dat de hydraulyske oalje mei in tichtheid ρ = 910 kg / m ³ hat in kinematic viscosity fan 12 ° E, dat yn ienheden fan CST:

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

Sûnt 1sSt = 10 ^-6 m ² / s en 1br = N × 10 ^-3 s / m ^2, dan is it dynamyske viscosity sil wêze lyk oan:

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

Viscosity koëffisjint fan it gas

It wurdt bepaald troch de gearstalling (gemyske, mechanische) gas nei in temperatuer en druk tapast yn de gas-dynamyske berekkeningen ferbûn mei gas beweging. Yn de praktyk, it viscosity fan it gas wurdt rekken holden by it ûntwerp ûntwikkeling fan gas fjilden, dêr't de berekkening wurdt útfierd Koëffisjint feroarings ôfhinklik fan it gas komposysje feroarings (benammen fan belang foar gas condensate ôfsettings), temperatuer en druk.

Wy calcular koëffisjint fan viscosity fan lucht. De prosessen sille wêze ferlykber mei dy beskreaun boppe de twa wetter streame. Assume parallel moving twa gas streamkes U1 en U2, mar op ferskillende tariven. Tusken de lagen fan convection sil foardwaan (interpenetration) molekulen. Dêrtroch momentum flugger beweging luchtstream sil ôfnimme en yn earste ynstânsje beweecht stadich - fersneld.

It koëffisjint fan viscosity fan lucht, neffens oan Newton syn wet, ferwurde troch de folgjende formule:

F = -H × (Du / DZ) × S

hjir:

• Du / DZ is de snelheid gradient;
• S - gebiet fan effekt force;
• Faktor h - it dynamyske viscosity.

viscosity index

Viscosity Index (VI) - in parameter korrelearjende foarmobservaasje de feroaring yn viscosity en temperatuer. De korrelaasje is in statistyske ôfhinklikheid relaasje, yn dit gefal de twa wearden dêr't de temperatuer feroarje wurdt begelaat troch systematysk fariaasje fan viscosity. It heger it viscosity yndeks, it minder de feroaring tusken de twa wearden, i.e. it viscosity fan de wurkjende floeistof is mear stabyl mei temperatuer.

De viscosity fan de oaljes

Op de fûneminten fan 'e moderne oalje viscosity yndeks fan minder as 95-100 ienheden. Sa yn it hydraulyske masines en apparatuer kin brûkt wurde foldwaande stabyl Fluids dy't beheinen breed fariaasje yn viscosity ûnder betingsten fan krityske temperatueren.

"Geunstige" koëffisjint fan viscosity kin wurde ûnderhâlden troch de ynfiering fan in spesjale oalje additieven (polymearen) krigen troch it destillaasje fan petroleum. Se fergrutsje de viscosity yndeks oalje troch beheining feroarings yn de skaaimerken fan de tastiene berik. Yn 'e praktyk de ynfiering fan it nedich kwantiteit fan additieven de lege viscosity yndeks basis oalje kin ferhege nei 100-105 ienheden. Lykwols, dus krige mingsel wie impairs syn eigenskippen ûnder hege druk en waarmte lading, dêrmei it ferminderjen fan 'e effektiviteit fan' e additive.

Yn macht circuits moatte brûkt wurde krêftich hydraulysk Fluids mei in viscosity yndeks fan 100 stiks. Fluids befettet additieven dy't fergrutsje de viscosity yndeks, wurde brûkt yn hydraulyske kontrôle circuits en oare systemen aktyf yn it oanbod fan lege / medium druk, yn in beheinde temperatuer berik feroarings mei lytse lekkage en batchwise. As de druk tanimt en de viscosity tanimt, mar it proses plakfynt by druk boppe 30.0 MPa (300 bar). Yn de praktyk, dat faktor wurdt faak ferwaarloaze.

Measurement en indexation

Yn oerienstimming mei de ynternasjonale ISO noarmen, it viscosity fan wetter (en oare floeistoffen) wurdt útdrukt yn centistokes: CST (mm ² / s). Mjittingen fan viscosity proses oaljes moatte útfierd wurde by temperatueren tusken de 0 ° C, 40 ° C en 100 ° C. Yn alle gefallen, yn 'e koade mark oalje viscosity moatte wurde oanjûn op numeral 40 ° C. Away viscosity wurdt jûn by 50 ° C. Marks, meast faak brûkt yn technyk hydraulics, berik fan ISO VG 22 oant ISO VG 68.

Hydraulic oalje VG 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 by in temperatuer fan 40 ° C hawwe viscosities oerienkomme mei harren Labeling: 22, 32, 46, 68 en 100 CST. De optimaal kinematic viscosity fan de wurkje floeistof yn hydraulyske systemen leit yn it berik fan 16 oant 36 CST.

American Society of Automotive Engineers (Maatskippij fan Automotive Engineers - SAE) is oprjochte fariearret fan viscosities op spesifike temperatueren en passende koades tawiisd oan harren. It nûmer folgjende de letter W, - in absolute dynamyske viscosity koëffisjint μ by 0 ° F (-17.7 ° C), en ν de kinematic viscosity bepaald by 212 ° C (100 ° C). Dit yndeksearkje regard multigrade oliën brûkt yn 'e auto yndustry (transmissie, motor, ensafuorthinne. D.).

It effekt fan viscosity op hydraulyske wurk

Bepaling fan de viscosity fan de floeistof is net allinne wittenskiplike en edukatyf belangstelling, mar ek fiert wichtich praktyske betsjutting. De hydraulic Fluids net allinnich oerdrage enerzjy fan de pomp oan 'e hydraulische motor, mar ek te vet alle ûnderdielen en ûnderdielen wurdt weromlutsen út de waarmte opwekt wriuwing twatallen. Net oerien komt mei it wurk fan de wurkjende floeistof viscosity kin serieus fersteure de effektiviteit fan 'e hydraulics.

De hege viscosity fan de wurkjende floeistof (oalje tige heech tichtens) liedt ta de neikommende negative effekten:

• De tanommen flow ferset fan de hydraulyske floeistof feroarsaket oermjittich druk drip yn it hydraulyske systeem.
• Deceleration kontrôle fan de snelheid en meganyske moasjes fan de täiturmootor.
• Untwikkeling fan de pomp cavitation.
• Nul of hiel lege lucht release fan de hydraulyske oalje tank.
• In merkber ferlies fan macht (ferminderjen fan effisjinsje) fan hydraulics as gefolch fan de hege kosten fan enerzjy te oerwinnen de ynterne wriuwing fan de floeistof.
• Tanommen koppel fan de minister-mover fan 'e masine feroarsake troch fergrutting fan de lêst fan' e pomp.
• De temperatuer opkomst fan de hydraulyske floeistof opwekt troch ferhege wriuwing.

Sa, de fysike betsjutting fan 'e koëffisjint fan viscosity is yn har ynfloed (posityf of negatyf) op de ûnderdielen en meganismen foar vehicles, masines en apparatuer.

Ferlies fan hydraulyske macht

De lege viscosity fan de wurkjende floeistof (leech tichtens oalje) soarget de neikommende negative effekten:

• Falling Volumetrische effisjinsje fan de pompen as gefolch fan tanimmende ynterne leakage.
• De tanimming fan ynterne leakage fan hydraulyske komponinten yn it hiele hydraulyske systeem - pompen, kleppen, fentyl, hydraulyske motors.
• Tanommen wear fan pompen ienheden en pumps jamming fanwegen ûnfoldwaande hydraulyske floeistof viscosity nedich foar lubrication fan wrijven dielen.

compressibility

Any vloeistof ûnder druk is komprimearre. Mei respekt foar oaljes, coolants en Lubricants brûkt yn wurktúchboukunde hydraulics, empirically it fûn dat de kompresje proses is omkeard evenredich mei de floeistof massa op syn folume. It bedrach fan kompresje lid oan mineralen oliën binne signifikant legere foar wetter en folle leger foar de syntetyske Fluids.

Yn ienfâldige lege druk Hydraulic floeistof compressibility negligible effekt op it ferminderjen fan 'e earste folume. Mar krêftige masines mei hege-pressure Hydraulic skiif silinders en grut, dat proses manifestearret sichtber. Yn hydraulyske minerale oalje op in druk fan 10.0 MPa (100 bar), de bondel ôfnimt mei 0,7%. Yn dit gefal, in feroaring yn de kompresje folume op in lytse hichte ynfloed op de kinematic viscosity en soarte fan oalje.

konklúzje

Fêststellen fan viscosity makket it mooglik om foarsizze de wurking fan 'e apparatuer en masines ûnder ferskate omstannichheden, rekken hâldend feroarings yn floeistof of gas gearstalling, druk, temperatuer. Ek kontrôle fan de yndikatoaren relevant oan 'e oalje en gas yndustry, nutsbedriuwen en oare yndustry.