Viscosity. Ang coefficient sa dinamikong viscosity. Ang pisikal nga kahulogan sa coefficient sa viscosity

viscosity index - sa usa ka yawe nga sukaranan sa mga nagtrabaho fluid o gas. Sa pisikal nga mga termino, ang viscosity mahimong gihubit nga ingon sa internal friction tungod sa motion sa mga partikulo nga naglangkob sa masa sa mga liquid (gas) medium, o, labaw pa lamang, ang kalihukan pagbatok.

Unsa ang viscosity

Usa ka yano nga empirical nga kasinatian viscosity determinasyon: sa mahinlo nga mga hanayhay ug diyutay nga nawong dungan gibubo ngadto sa usa ka managsama nga kantidad sa tubig ug sa lana. Sa tubig nagapaagay mas paspas sa lana. Kini mao ang labaw nga fluid. Pagbalhin sa madali habwa, limas sa lana magpugong sa usa ka mas taas nga friction sa taliwala sa iyang mga molekula (internal pagbatok - viscosity). Busa, fluid viscosity inversely nagkaigo sa iyang fluidity.

viscosity index: ang pormula

Sa usa ka simple nga porma sa proseso sa lapot nga mga pluwido sa pipeline mahimong giisip nga sama patag susama sapaw, mga haklap A ug B uban sa sama nga nawong dapit S, ang gilay-on sa taliwala sa nga mao ang kadako sa h.

Kining duha ka lut-od (A ug B) mobalhin sa lain-laing mga velocities (V ug V + ΔV). Usa ka layer nga may labing taas nga speed (V + ΔV), naglangkit sa kalihukan sa layer B, pagbalhin sa usa ka hinay-hinay speed (V). Sa maong panahon ang B layer mga kahilig sa mahinay sa rate sa layer A. Ang pisikal nga kahulogan sa viscosity coefficient mao nga ang friction sa mga molekula nga naglangkob sa dagan pagsukol sa mga sapaw, mga haklap porma sa usa ka pwersa sa nga Isaac Nyuton gihulagway sa mosunod nga pormula:

F = μ × S × (ΔV / h)

dinhi:

• ΔV - kalainan sa taliwala sa mga speed sa kalihukan sa fluid dagan sapaw, mga haklap;
• h - gilay-on sa taliwala sa mga liquid sapa sapaw, mga haklap;
• S - nawong dapit sa fluid dagan layer;
• μ (mu) - butang nga depende sa kabtangan sa usa ka liquid, nga gitawag bug-os nga dinamikong viscosity.

Sa SI mga yunit pormula mao ang sama sa mosunod:

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

Diin F - ang puwersa sa grabidad (gibug-aton) nga yunit sa hydraulic fluid gidaghanon.

bili sa viscosity

Sa kadaghanan sa mga kaso, ang coefficient sa dinamikong viscosity gisukod sa centipoises (cp) sumala sa cgs sistema (centimeter, gramo, ikaduha). Sa praktis, ang viscosity sa liquid masa ratio mao ang may kalabutan sa iyang gidaghanon, pananglitan liquid Densidad:

ρ = m / V

dinhi:

• ρ - Densidad sa mga liquid;
• m - masa sa fluid;
• V - gidaghanon sa liquid.

Ang ratio tali sa dinamikong viscosity (μ) ug Densidad (ρ) gitawag nga usa ka kinematic viscosity ν (ν - Grego - nu):

ν = μ / ρ = [m ² / s]

Incidentally, mga pamaagi alang sa pagtino sa viscosity coefficient mga lain-laing mga. Kay sa panig-ingnan, ang kinematic viscosity gihapon gisukod sumala sa GHS sistema sa centistokes (CST) ug usa ka submultiple natapok - Stokes (San):

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

Determinasyon sa viscosity sa tubig

Viscosity coefficient sa tubig gitinguha sa pagsukod sa fluid dagan sa panahon pinaagi sa calibrated capillary tube. lalang Kini nga inanay ang paggamit sa usa ka nailhan nga sumbanan liquid viscosity. Aron pagtino kinematic viscosity, gisukod sa mm ² / s, ang fluid dagan sa panahon, gisukod sa segundos, modaghan sa usa ka kanunay nga bili.

Ingon sa usa ka pagtandi nga yunit gigamit sa viscosity sa distilled nga tubig, kansang bili mao ang hapit sa kanunay bisan pa sa diha nga ang mga kausaban sa temperatura. Viscosity - sa usa ka ratio sa sa panahon sa segundos nga gikinahanglan fixed nga gidaghanon sa distilled nga tubig sa expiry sa usa ka calibrated lungag, sa mao gihapon nga bili alang sa liquid test.

viscometers

Viscosity gisukod sa degrees Engler (° E) Saybolt Universal segundo ( "Sus) o Redwood degrees (° RJ) depende sa matang sa rheometer. Tulo ka matang sa viscometers lahi lamang sa kantidad nga nagapaagay liquid medium.

Viscometer pagsukod sa viscosity sa European yunit Engler degrees (° E), kalkulado sa matag 200 cm ³ sa nagapaagay liquid medium. Viscometer pagsukod sa viscosity sa Saybolt Universal segundo ( "Sus o" SSU), nga gigamit sa Estados Unidos, nga naglangkob sa 60 cm ³ sa pagsulay liquid. Sa England, diin gigamit sa Redwood degrees (° RJ), nagpahigayon og viscometer pagsukod sa viscosity sa 50 cm ³ sa liquid. Pananglitan, kon 200 cm ³ gikan sa usa ka lana nagapaagay sa napulo ka pilo hinay-hinay kay sa mao usab nga kantidad sa tubig, ang viscosity mao ang 10 ° Engler E.

Tungod kay ang temperatura mao ang usa ka importante nga butang sa pag-usab sa viscosity ratio, ang mga sukod kasagaran gidala sa sinugdanan sa usa ka kanunay nga temperatura sa 20 ° C ug unya sa mas taas nga ang iyang mga hiyas. Ang resulta, sa ingon, gipahayag pinaagi sa pagdugang sa usa ka tukma nga temperatura, e.g. 10 ° E / 50 ° C o 2.8 ° E / 90 ° C. liquid viscosity sa 20 ° C nga mas taas kay sa iyang mga viscosity sa mas taas nga temperatura. Hydraulic mga lana adunay usa ka viscosity sa mosunod nga mga tagsa-tagsa nga temperatura:

190 CST sa 20 ° C = 45,4 CST sa 50 ° C = 11.3 CST sa 100 ° C.

mga prinsipyo sa paghubad

Determinasyon sa viscosity mahitabo sa lain-laing mga sistema (American, British, GHS) ug busa sagad gikinahanglan sa paghubad data gikan sa usa ka igsusukod nga sistema ngadto sa lain. Sa kinabig sa mga mithi sa viscosity sa fluid gipahayag sa degrees Engler sa centistokes (mm ² / s) sa paggamit sa mosunod nga empirical pormula:

ν (CST) = 7,6 × ° E × (1-1 / ° E3)

Kay sa panig-ingnan:

• 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.

Aron sa madali pagtino sa sumbanan nga viscosity sa hydraulic pormula mahimong simple nga lana sama sa mosunod:

ν (CST) = 7,6 × ° E (mm ² / s)

Ang pagbaton ν kinematic viscosity sa mm ² / o CST, kini nga nakabig ngadto sa usa ka dinamikong viscosity coefficient μ, sa paggamit sa mosunod nga relasyon:

μ = ν × ρ

Panig-ingnan. Summarize sa nagkalain-laing mga pormula sa paghubad Engler degrees (° E) centistokes (CST) ug centipoises (CPS), maghunahuna nga ang hydraulic lana uban sa usa ka Densidad ρ = 910 kg / m ³ adunay usa ka kinematic viscosity sa 12 ° E, sa mga yunit sa centistokes:

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

Sukad 1sSt = 10 ^-6 m ² / s ug 1br = N × 10 ^-3 s / m ^2, nan ang dinamikong viscosity mahimong managsama sa:

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

Viscosity coefficient sa gas

Kini mao ang gitinguha sa mga komposisyon (kemikal, mekanikal) gas ngadto sa usa ka temperatura ug sa pressure nga gigamit diha sa gas-dinamikong kalkulasyon nga nalangkit sa gas kalihukan. Sa praktis, ang viscosity sa gas nga gidala ngadto sa asoy diha sa design pagpalambo sa kaumahan gas, diin ang kalkulasyon nga gipahigayon mga kausaban coefficient depende sa mga kausaban gas komposisyon (ilabi na nga importante alang sa gas condensate deposito), temperatura ug sa pressure.

kuwentahon kita sa coefficient sa viscosity sa hangin. Ang proseso mahimong susama sa mga gihulagway sa ibabaw sa duha ka agay sa tubig. Hunahunaa susama sa pagbalhin sa duha ka mga gas sapa U1 ug U2, apan sa lain-laing mga rates. Sa tunga-tunga sa mga sapaw, mga haklap sa convection mahitabo (interpenetration) molekula. Ingon sa usa ka resulta, momentum mas paspas makapatandog hangin dagan ang pagkunhod ug sa sinugdanan sa pagbalhin sa hinay-hinay - paspas.

Ang coefficient sa viscosity sa hangin, sumala sa Newton ni balaod, nga gipahayag sa mosunod nga pormula:

F = -h × (Du / dZ) × S

dinhi:

• Du / dZ mao ang tulin, kabad pagdulhog;
• S - dapit sa epekto sa kusog;
• Factor h - ang dinamikong viscosity.

viscosity index

Viscosity Index (VI) - usa ka sukaranan pagtakdo sa sa kausaban sa viscosity ug temperatura. correlation mao ang usa ka statistical pagsalig nga relasyon, sa niini nga kaso ang duha ka mga mithi sa nga ang temperatura kausaban ang giubanan sa sistematikong kalainan sa viscosity. Ang mas taas ang viscosity index, ang dili kaayo ang kausaban tali sa duha ka mga mithi, pananglitan ang viscosity sa mga nagtrabaho fluid mao ang mas lig-on uban sa temperatura.

Ang viscosity sa mga lana

Sa sa mga patukoranan sa modernong lana viscosity index sa ubos pa kay sa 95-100 mga yunit. Busa sa hydraulic makinarya ug ekipo mahimong gamiton sa igo lig-on nga pluwido nga magpugong sa halapad nga kalainan sa viscosity sa ilalum sa mga kahimtang sa mga kritikal nga temperatura.

"Paborable nga" coefficient sa viscosity mahimo nga magpadayon pinaagi sa pagpaila sa usa ka espesyal nga additives sa lana (polymers) nga nakuha sa mga distillation sa petrolyo. Sila sa pagdugang sa viscosity index sa lana pinaagi sa paglimit mga kausaban diha sa mga kinaiya sa mga permissible laing. Sa praktis sa pasiuna sa gikinahanglan nga gidaghanon sa mga additives sa ubos nga viscosity index base sa lana mahimong gibanhaw sa 100-105 nga mga yunit. Apan, mao kini ang nakuha sagol mao ang makadaot kabtangan niini ubos sa hatag-as nga pressure ug kainit load, sa ingon pagkunhod sa pagka-epektibo sa mga additive.

Sa gahum sa sirkito kinahanglan gamiton gamhanan hydraulic pluwido uban sa usa ka viscosity index sa 100 units. Pluwido nga naglangkob sa additives nga sa pagdugang sa viscosity index, gigamit sa hydraulic pagkontrolar sa sirkito ug uban pang mga sistema sa nga naglihok sa sa-laing mga ubos / medium nga presyon sa, sa usa ka limitado nga mga kausaban sa temperatura range uban sa gagmay nga leaks ug batchwise. Samtang ang mga pagtaas sa presyon sa ug sa viscosity pagtaas, apan ang proseso mahitabo sa mga pagpit-os sa ibabaw 30,0 MPA (300 bar). Sa praktis, kini nga butang mao ang sagad nga napasagdan.

Sukod ug indexation

Subay sa mga internasyonal nga mga sumbanan sa ISO, ang viscosity sa tubig (ug uban pang mga likido) ang gipahayag sa centistokes: CST (mm ² / s). Sukod sa viscosity proseso lana kinahanglan nga gihimo sa temperatura sa taliwala sa 0 ° C, 40 ° C ug 100 ° C. Sa bisan unsa nga kaso, sa code marka sa lana viscosity kinahanglan nga gipakita sa numeral 40 ° C. Layo viscosity gihatag sa 50 ° C. Marks, kasagaran nga gigamit sa engineering hydraulics, range gikan sa ISO VG 22 ngadto sa ISO VG 68.

Hydraulic lana VG 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 sa usa ka temperatura sa 40 ° C adunay viscosities nga katumbas sa ilang labeling: 22, 32, 46, 68 ug 100 CST. Ang labing taas nga kinematic viscosity sa mga nagtrabaho fluid sa hydraulic sistema sa anaa sa laing mga 16 ngadto sa 36 CST.

American Society sa Automotive Engineers (Society sa Automotive Engineers - SAE) nagtukod mga han-ay sa mga viscosities sa piho nga temperatura ug sa tukma nga mga code-assign ngadto kanila. Ang gidaghanon sa pagsunod sa mga sulat sa K, - sa usa ka bug-os nga dinamikong viscosity coefficient μ sa 0 ° F (-17.7 ° C), ug ν ang kinematic viscosity determinado sa 212 ° F (100 ° C). Kini nga pag-index bahin Multigrade lana nga gigamit sa automotive industriya (transmission, motor, ug sa ingon sa. D.).

Ang epekto sa viscosity sa hydraulic nga buhat

Determinasyon sa viscosity sa fluid dili lamang sa siyensiya ug sa edukasyon nga interes, apan usab nagdala sa importante nga praktikal nga kahulogan. Ang hydraulic pluwido dili lamang sa pagbalhin sa enerhiya gikan sa pump sa hydraulic motor, kondili usab sa lubricate sa tanan nga mga bahin ug mga mga sangkap nga mipahawa sa gikan sa kainit nga namugna friction nagtinagurha. Dili ba motakdo sa mga buhat sa mga nagtrabaho fluid viscosity mahimo seryoso makadaot sa pagka-epektibo sa mga hydraulics.

Ang hatag-as nga viscosity sa mga nagtrabaho fluid (sa lana kaayo taas nga Densidad) modala ngadto sa mosunod nga mga negatibo nga epekto:

• Ang dugang nga dagan pagsukol sa mga hydraulic fluid hinungdan sa sobra nga drop sa pressure sa hydraulic sistema.
• Deceleration kontrol sa speed ug mekanikal nga mga lihok sa mga actuators.
• Development sa pump cavitation.
• Zero o ubos kaayo nga hangin release gikan sa hydraulic lana tangke.
• Usa ka mamatikdan sa pagkawala sa gahum (pagkunhod efficiency) sa hydraulics tungod sa hataas nga bili sa enerhiya alang sa pagbuntog sa mga internal nga friction sa fluid.
• Dugang torque sa prime mover sa makina tungod sa pagdugang sa load sa pump.
• Ang temperatura pagsaka sa hydraulic fluid nga namugna pinaagi sa dugang nga friction.

Busa, ang pisikal nga kahulogan sa coefficient sa viscosity anaa sa iyang epekto (positibo o negatibo nga) sa mga sangkap ug mga mekanismo alang sa mga sakyanan, makinarya ug ekipo.

Pagkawala sa hydraulic gahum

Ang ubos nga viscosity sa mga nagtrabaho fluid (ubos nga Densidad sa lana) hinungdan sa mosunod nga mga negatibo nga epekto:

• Nagakahulog volumetric efficiency sa mga bomba nga ingon sa usa ka resulta sa pagdugang sa internal nga leakage.
• Ang abut sa internal nga leakage sa hydraulic nga sangkap sa tibuok hydraulic nga sistema - bomba, balbula, balbula, hydraulic motor.
• Dugang ob sa pumping units ug bomba sa tubig jamming tungod sa kakulang sa hydraulic fluid viscosity gikinahanglan alang sa lubrication sa rubbing mga bahin.

compressibility

Sa bisan unsa nga liquid ubos sa pressure gimubo. Uban sa pagtahod sa lana, coolants ug grasa nga gigamit sa mekanikal nga engineering hydraulics, kasinatianong kini nakita nga ang kompresiyon proseso mao ang inversely nagkaigo sa pluwido masa sa gidaghanon niini. Ang kantidad sa mga sakop sa kompresiyon sa mineral nga mga lana mao ang kamahinungdanon ubos nga alang sa tubig ug daghan ubos nga alang sa mga artipisyal nga pluwido.

Sa yano nga low pressure hydraulic fluid compressibility negligible epekto sa pagkunhod sa inisyal nga gidaghanon. Apan gamhanan nga mga makina sa hatag-as nga-nga presyon sa hydraulic drive silindro ug dako, kini nga proseso manifests sa iyang kaugalingon makita. Sa hydraulic mineral lana sa usa ka pressure sa 10.0 MPA (100 bar), ang gidaghanon pagminus, mga pagmobu sa 0.7%. Sa kini nga kaso, ang usa ka pagbag-o sa sa gidaghanon kompresiyon sa usa ka gamay nga gidak-on makaimpluwensya sa kinematic viscosity ug matang sa lana.

konklusyon

Determinasyon sa viscosity nagtugot sa pagtagna sa operasyon sa mga ekipo ug mga makinarya sa ilalum sa mga nagkalain-laing mga kahimtang, nga nagakuha sa ngadto sa mga kausaban asoy diha sa fluid o gas komposisyon, pressure, temperatura. Usab, sa pagpugong sa mga indicators nga may kalabutan ngadto sa lana ug gas sa industriya, utilities ug uban pang mga industriya.