Használjon kényelmes konvertert a kinematikus viszkozitás dinamikus online konvertálásához. Mivel a kinematikai és dinamikus viszkozitás aránya a sűrűségtől függ, ezt a számításnál az alábbi számológépekben is jelezni kell.
A sűrűséget és a viszkozitást azonos hőmérsékleten kell jelenteni.
Ha a sűrűséget a viszkozitási hőmérséklettől eltérő hőmérsékletre állítja be, akkor némi hiba lép fel, amelynek mértéke a hőmérsékletnek az adott anyag sűrűségváltozására gyakorolt hatásától függ.
Kinematikus-dinamikus viszkozitás-konverziós kalkulátor
A konverter lehetővé teszi a viszkozitás átszámítását a mérettel centistokes-ban [cSt] centipoise-ban [cP]. Felhívjuk figyelmét, hogy a mennyiségek számértékei méretekkel együtt [mm2/s] és [cSt] kinematikai viszkozitásra és [cP] és [mPa*s] dinamikus esetében egyenlőek egymással, és nem igényelnek további fordítást. Más méretekhez használja az alábbi táblázatokat.
A viszkozitás a folyadék belső ellenállását méri az adott folyadék áramlásához használt erővel szemben. A viszkozitás kétféle - abszolút és kinematikus. Az elsőt általában a kozmetikában, az orvostudományban és a főzésben használják, a másodikat pedig az autóiparban.
Abszolút viszkozitás és kinematikai viszkozitás
Abszolút viszkozitás A folyadék, más néven dinamikus, az áramlást okozó erővel szembeni ellenállást méri. Az anyag tulajdonságaitól függetlenül mérik. Kinematikai viszkozitás, éppen ellenkezőleg, az anyag sűrűségétől függ. A kinematikai viszkozitás meghatározásához az abszolút viszkozitást elosztjuk a folyadék sűrűségével.
A kinematikai viszkozitás a folyadék hőmérsékletétől függ, ezért magán a viszkozitáson kívül meg kell adni, hogy a folyadék milyen hőmérsékleten szerez ilyen viszkozitást. A motorolaj viszkozitását általában 40°C-on (104°F) és 100°C-on (212°F) mérik. Az autók olajcseréje során az autószerelők gyakran kihasználják az olajok azon tulajdonságát, hogy a hőmérséklet emelkedésével kevésbé viszkózussá válnak. Például a maximális mennyiségű olaj eltávolításához a motorból előmelegítik, ennek eredményeként az olaj könnyebben és gyorsabban folyik ki.
Newtoni és nem newtoni folyadékok
A viszkozitás a folyadék típusától függően különböző módon változik. Két típusa van - newtoni és nem newtoni folyadék. A newtoni folyadékok olyan folyadékok, amelyek viszkozitása a deformáló erőtől függetlenül változik. Az összes többi folyadék nem newtoni. Érdekességük, hogy a nyírófeszültségtől függően eltérő sebességgel deformálódnak, vagyis az alakváltozás az anyagtól és a folyadékot nyomó erőtől függően nagyobb vagy éppen ellenkezőleg, kisebb sebességgel megy végbe. Ettől a deformációtól függ a viszkozitás is.
A ketchup a nem newtoni folyadék klasszikus példája. Amíg az üvegben van, szinte lehetetlen kis erővel kiszedni. Ha éppen ellenkezőleg, nagy erőt alkalmazunk, például elkezdjük erősen rázni az üveget, akkor a ketchup könnyen kifolyik belőle. Tehát a nagy stressz folyékonysá teszi a ketchupot, a kicsi pedig szinte semmilyen hatással nincs a folyékonyságára. Ez a tulajdonság a nem newtoni folyadékokra jellemző.
Más, nem newtoni folyadékok éppen ellenkezőleg, viszkózusabbá válnak a növekvő stressz hatására. Ilyen folyadék például a keményítő és a víz keveréke. Az ember nyugodtan átfuthat egy vele teli medencén, de ha megáll, süllyedni kezd. Ennek az az oka, hogy az első esetben a folyadékra ható erő sokkal nagyobb, mint a másodikban. Vannak más tulajdonságú nem newtoni folyadékok is - például bennük a viszkozitás nem csak a feszültség teljes mértékétől függően változik, hanem attól is, hogy mennyi idő alatt hat az erő a folyadékra. Például, ha az általános feszültséget nagyobb erő okozza, és rövid ideig hat a testre, ahelyett, hogy hosszabb időre kisebb erővel oszlana el, akkor egy folyadék, például a méz kevésbé viszkózus lesz. Vagyis ha a mézet intenzíven keverjük, kevésbé viszkózus lesz, mint kisebb erővel, de hosszabb ideig.
Viszkozitás és kenés a gépészetben
A viszkozitás a folyadékok fontos tulajdonsága, amelyet a mindennapi életben használnak. A folyadékok folyékonyságát tanulmányozó tudományt reológiának nevezik, és számos, a jelenséggel kapcsolatos témával foglalkozik, beleértve a viszkozitást is, mivel a viszkozitás közvetlenül befolyásolja a különböző anyagok folyékonyságát. A reológia általában mind a newtoni, mind a nem newtoni folyadékokat vizsgálja.
Motorolaj viszkozitásjelzők
A motorolaj gyártása a szabályok és receptúrák szigorú betartásával történik, így ennek az olajnak a viszkozitása pontosan az adott helyzetben szükséges. Eladás előtt a gyártók ellenőrzik az olaj minőségét, az autókereskedések szerelői pedig ellenőrzik annak viszkozitását, mielőtt a motorba öntik. A mérések mindkét esetben eltérőek. Az olajgyártás során általában mérik a kinematikai viszkozitását, a mechanika pedig éppen ellenkezőleg, méri az abszolút viszkozitást, majd kinematikaivá fordítja. Ebben az esetben különböző mérőeszközöket használnak. Fontos tudni, hogy mi a különbség ezek között a mérések között, és ne keverjük össze a kinematikai viszkozitást az abszolút viszkozitással, mivel ezek nem ugyanazok.
A pontosabb mérések érdekében a motorolajgyártók előnyben részesítik a kinematikus viszkozitást. A kinematikus viszkozitásmérők is sokkal olcsóbbak, mint az abszolút viszkozitásmérők.
Az autóknál nagyon fontos, hogy a motorban lévő olaj viszkozitása megfelelő legyen. Annak érdekében, hogy az autóalkatrészek a lehető leghosszabb ideig kitartsák, a súrlódást a lehető legjobban csökkenteni kell. Ehhez vastag motorolajréteggel borítják őket. Az olajnak kellően viszkózusnak kell lennie ahhoz, hogy a lehető legtovább a dörzsölő felületeken maradjon. Másrészt elég folyékonynak kell lennie ahhoz, hogy hideg időben is áthaladjon az olajjáratokon anélkül, hogy az áramlási sebesség észrevehető csökkenése lenne. Vagyis az olajnak még alacsony hőmérsékleten sem kell nagyon viszkózusnak lennie. Ezenkívül, ha az olaj túl viszkózus, akkor a mozgó alkatrészek közötti súrlódás nagy lesz, ami az üzemanyag-fogyasztás növekedéséhez vezet.
A motorolaj különböző olajok és adalékanyagok, például habzásgátló és mosószer adalékok keveréke. Ezért önmagában az olaj viszkozitásának ismerete nem elegendő. Ismerni kell a termék végső viszkozitását is, és ha szükséges, módosítani kell, ha nem felel meg az elfogadott szabványoknak.
Olajcsere
Használat közben csökken az adalékanyagok százalékos aránya a motorolajban, és maga az olaj is elszennyeződik. Ha a szennyezettség túl magas és a hozzá adott adalékok leégtek, az olaj használhatatlanná válik, ezért rendszeresen cserélni kell. Ha ez nem történik meg, a szennyeződés eltömítheti az olajcsatornákat. Az olaj viszkozitása megváltozik, és nem felel meg a szabványoknak, ami különféle problémákat okoz, például eltömődött olajjáratokat. Egyes javítóműhelyek és olajgyártók azt tanácsolják, hogy 5000 kilométerenként (3000 mérföldönként) cseréljenek olajat, de az autógyártók és egyes autószerelők szerint 8-24 000 kilométerenként elegendő olajat cserélni, ha az autó jó állapotban van. jó állapotú. Az 5000 kilométerenkénti csere alkalmas a régebbi motorok számára, és az ilyen gyakori olajcserére vonatkozó tanácsok egy reklámfogás, amely arra kényszeríti az autók szerelmeseit, hogy több olajat vásároljanak, és a szükségesnél gyakrabban keressenek fel szervizeket.
Ahogy javul a motor felépítése, úgy nő az autó által olajcsere nélkül megtehető távolság is. Ezért annak eldöntéséhez, hogy mikor érdemes új olajat önteni az autóba, a használati útmutatóban vagy az autógyártó honlapján található információk alapján vezessen. Egyes járművek érzékelőkkel is rendelkeznek, amelyek figyelik az olaj állapotát - ezek szintén kényelmesek.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő motorolajat
Annak érdekében, hogy ne tévedjen a viszkozitás megválasztásával, az olaj kiválasztásakor figyelembe kell vennie, hogy milyen időjárási körülményekre és milyen körülményekre szánták. Egyes olajokat úgy tervezték, hogy hidegben vagy éppen ellenkezőleg, melegben működjenek, és vannak olyanok, amelyek bármilyen időjárásban jók. Az olajokat szintetikus, ásványi és vegyes olajokra is osztják. Ez utóbbiak ásványi és szintetikus komponensek keverékéből állnak. A legdrágábbak szintetikus olajok, a legolcsóbbak az ásványi olajok, mivel olcsóbb az előállításuk. A szintetikus olajok egyre népszerűbbek, mivel hosszabb ideig tartanak és viszkozitásuk változatlan marad széles hőmérséklet-tartományban. Szintetikus motorolaj vásárlásakor fontos ellenőrizni, hogy a szűrője annyi ideig bírja-e, mint az olaj.
A motorolaj viszkozitásának hőmérséklet-változások miatti változása a különböző olajoknál eltérő módon történik, és ezt a függést a viszkozitási index fejezi ki, amelyet általában a csomagoláson tüntetnek fel. Az index nullával egyenlő - olyan olajokhoz, amelyek viszkozitása leginkább a hőmérséklettől függ. Minél kevésbé befolyásolja a viszkozitást a hőmérséklet, annál jobb, ezért az autósok a magas viszkozitási indexű olajokat részesítik előnyben, különösen hideg éghajlaton, ahol nagyon nagy a hőmérsékletkülönbség a forró motor és a hideg levegő között. Jelenleg a szintetikus olajok viszkozitási indexe magasabb, mint az ásványi olajoké. A kevert olajok középen vannak.
Az olaj viszkozitásának hosszabb ideig tartó változatlan tartása, azaz a viszkozitási index növelése érdekében gyakran különféle adalékokat adnak az olajhoz. Ezek az adalékok gyakran a javasolt olajcsere dátuma előtt kiégnek, ami azt jelenti, hogy az olaj kevésbé használható. Az ilyen adalékokat tartalmazó olajokat használó járművezetők kénytelenek vagy rendszeresen ellenőrizni, hogy ezeknek az adalékoknak a koncentrációja az olajban elegendő-e, vagy gyakran cserélni kell az olajat, vagy megelégedni csökkentett minőségű olajjal. Vagyis a magas viszkozitási indexű olaj nemcsak drága, hanem folyamatos ellenőrzést is igényel.
Olaj más járművekhez és mechanizmusokhoz
A más járművekhez használt olajok viszkozitási követelményei gyakran megegyeznek az autóolajokéval, de néha eltérnek. Például a kerékpárláncokhoz használt olajra vonatkozó követelmények eltérőek. A kerékpártulajdonosoknak általában választaniuk kell a láncra könnyen felvihető vékony olaj, például aeroszolos spray, vagy a láncon jól tapadó és tartós vastag olaj között. A viszkózus olaj hatékonyan csökkenti a súrlódást, és esőben nem mosódik le a láncról, hanem gyorsan elkoszolódik, mivel por, száraz fű és egyéb szennyeződések kerülnek a nyitott láncba. A híg olajnál nincsenek ilyen problémák, de gyakran újra kell kenni, és a figyelmetlen vagy tapasztalatlan kerékpárosok ezt néha nem tudják, és tönkreteszik a láncot és a fogaskerekeket.
Viszkozitásmérés
A viszkozitás mérésére reométernek vagy viszkoziméternek nevezett eszközöket használnak. Az előbbieket olyan folyadékokhoz használják, amelyek viszkozitása a környezeti feltételektől függően változik, míg az utóbbiak bármilyen folyadékkal működnek. Egyes reométerek hengerek, amelyek egy másik hengerben forognak. Mérik azt az erőt, amellyel a külső hengerben lévő folyadék forgatja a belső hengert. Más reométereknél a folyadékot egy tányérra öntik, abba hengert helyeznek, és megmérik, hogy a folyadék milyen erővel hat a hengerre. Vannak más típusú reométerek is, de működési elve hasonló - mérik azt az erőt, amellyel a folyadék ennek az eszköznek a mozgó elemére hat.
A viszkoziméterek a mérőműszeren belül mozgó folyadék ellenállását mérik. Ehhez a folyadékot egy vékony csövön (kapillárison) átnyomják, és megmérik a folyadék ellenállását a csövön keresztüli mozgással szemben. Ez az ellenállás úgy határozható meg, hogy megmérjük azt az időt, amely alatt a folyadék egy bizonyos távolságot elmozdul a csőben. Az időt az egyes eszközök dokumentációjában található számítások vagy táblázatok segítségével számítjuk át viszkozitássá.
A kinematikai viszkozitás meghatározásához a viszkozimétert úgy kell megválasztani, hogy az olajtermék áramlási ideje legalább 200 s legyen. Ezután alaposan megmossuk és megszárítjuk. A vizsgálandó termék mintáját szűrőpapíron átszűrjük. A viszkózus termékeket szűrés előtt 50-100 °C-ra melegítjük. A terméket víz jelenlétében nátrium-szulfáttal vagy durva kristályos konyhasóval szárítjuk, majd szűrjük. A kívánt hőmérsékletet a termosztatikus készülékben állítjuk be. A kiválasztott hőmérséklet tartásának pontossága nagy jelentőséggel bír, ezért a termosztát hőmérőt úgy kell felszerelni, hogy tartálya megközelítőleg a viszkoziméter kapillárisának közepén legyen, a teljes skála egyidejű bemerítésével. Ellenkező esetben a kiálló higanyoszlopra vonatkozó korrekciót a következő képlet szerint vezetik be:
^T = Bh(T1 – T2)
- B a hőmérő munkaközegének hőtágulási együtthatója:
- higanyhőmérőhöz - 0,00016
- alkohol esetén - 0,001
- h a hőmérő munkaközegének kiálló oszlopának magassága, a hőmérő skálájának osztásaiban kifejezve
- T1 - beállított hőmérséklet a termosztátban, °C
- T2 a környezeti levegő hőmérséklete a kiálló oszlop közepe közelében, °C.
A lejárati idő meghatározását többször megismételjük. A GOST 33-82 szerint a mérések számát a lejárati időtől függően állítják be: öt mérés - 200-300 s lejárati idővel; négy 300 és 600 s között, három pedig 600 s-nál hosszabb lejárati idő esetén. Leolvasáskor figyelni kell a hőmérséklet állandóságát és a légbuborékok hiányát.
A viszkozitás kiszámításához meg kell határozni az áramlási idő számtani átlagát. Ebben az esetben csak azokat a leolvasásokat veszik figyelembe, amelyek a pontos méréseknél legfeljebb ± 0,3%-kal, a műszaki méréseknél pedig legfeljebb ± 0,5%-kal térnek el a számtani átlagtól.
A viszkozitás a legfontosabb fizikai állandó, amely a kazán- és dízel üzemanyagok, kőolajok és számos más kőolajtermék működési tulajdonságait jellemzi. A viszkozitás értékét az olaj és olajtermékek porlasztásának és pumpálhatóságának megítélésére használják.
Vannak dinamikus, kinematikai, feltételes és effektív (strukturális) viszkozitások.
Dinamikus (abszolút) viszkozitás [μ ], vagy belső súrlódás, a valódi folyadékok azon tulajdonsága, hogy ellenállnak a nyíróerőknek. Nyilvánvalóan ez a tulajdonság akkor nyilvánul meg, amikor a folyadék mozog. A dinamikus viszkozitást az SI rendszerben [N·s/m 2 ] mértékegységben mérjük. Ez az az ellenállás, amelyet egy folyadék az egymástól 1 m távolságra elhelyezkedő, 1 m 2 felületű két rétegének egymáshoz viszonyított mozgása során fejt ki, és 1 N külső erő hatására 1 m 2 sebességgel mozog. 1 m/s. Figyelembe véve, hogy 1 N/m 2 = 1 Pa, a dinamikus viszkozitást gyakran [Pas]-ban vagy [mPas]-ban fejezik ki. A CGS rendszerben (CGS) a dinamikus viszkozitás dimenziója [dyn·s/m 2 ]. Ezt az egységet egyensúlynak nevezik (1 P = 0,1 Pa s).
Átváltási tényezők a dinamikus [ μ ] viszkozitás.
| Egységek | Micropoise (µP) | Centipoise (cP) | Poise ([g/cm s]) | Pa s ([kg/m s]) | kg/(hó) | kg s/m 2 |
| Micropoise (µP) | 1 | 10 -4 | 10 -6 | 10 7 | 3,6 10 -4 | 1,02 10 -8 |
| Centipoise (cP) | 10 4 | 1 | 10 -2 | 10 -3 | 3,6 | 1,02 10 -4 |
| Poise ([g/cm s]) | 10 6 | 10 2 | 1 | 10 3 | 3,6 10 2 | 1,02 10 -2 |
| Pa s ([kg/m s]) | 10 7 | 10 3 | 10 | 1 3 | 3,6 10 3 | 1,02 10 -1 |
| kg/(hó) | 2,78 10 3 | 2,78 10 -1 | 2,78 10 -3 | 2,78 10 -4 | 1 | 2,84 10 -3 |
| kg s/m 2 | 9,81 10 7 | 9,81 10 3 | 9,81 10 2 | 9,81 10 1 | 3,53 10 4 | 1 |
Kinematikai viszkozitás [ν ] a folyadék dinamikus viszkozitásának arányával egyenlő érték [ μ ] sűrűségére [ ρ ] azonos hőmérsékleten: ν = μ/ρ. A kinematikai viszkozitás mértékegysége [m 2 /s] - egy ilyen folyadék kinematikai viszkozitása, amelynek dinamikus viszkozitása 1 N s / m 2 és sűrűsége 1 kg / m 3 (N \u003d kg m / s) 2). A CGS rendszerben a kinematikai viszkozitást [cm 2 /s]-ban fejezzük ki. Ezt az egységet stoke-nak nevezik (1 St = 10 -4 m 2 / s; 1 cSt = 1 mm 2 / s).
Átváltási tényezők a kinematikai [ ν ] viszkozitás.
| Egységek | mm 2 /s (cSt) | cm2/s (St) | m 2 /s | m 2 / h |
| mm 2 /s (cSt) | 1 | 10 -2 | 10 -6 | 3,6 10 -3 |
| cm2/s (St) | 10 2 | 1 | 10 -4 | 0,36 |
| m 2 /s | 10 6 | 10 4 | 1 | 3,6 10 3 |
| m 2 / h | 2,78 10 2 | 2,78 | 2,78 10 4 | 1 |
Az olajokat és a kőolajtermékeket gyakran jellemzik feltételes viszkozitás, amelyet a szabványos viszkoziméter kalibrált furatán keresztüli kiáramlási idő arányának tekintünk 200 ml olajnak egy bizonyos hőmérsékleten [ t] 200 ml 20°C-os desztillált víz lejárati idejére. Névleges viszkozitás hőmérsékleten [ t] jelölése a WU előjele, és az egyezményes fokok számával van kifejezve.
A relatív viszkozitást VU fokban (°VU) mérik (ha a tesztet szabványos viszkoziméterrel végzik a GOST 6258-85 szerint), Saybolt másodpercben és Redwood másodpercben (ha a tesztet Saybolt és Redwood viszkozimétereken végzik).
A viszkozitást egyik rendszerről a másikra viheti át nomogram segítségével.
A kőolaj diszpergált rendszerekben bizonyos körülmények között, ellentétben a newtoni folyadékokkal, a viszkozitás a nyírási sebesség gradiensétől függő változó. Ezekben az esetekben az olajokat és olajtermékeket effektív vagy szerkezeti viszkozitás jellemzi:
A szénhidrogének viszkozitása alapvetően a kémiai összetételüktől függ: a molekulatömeg és a forráspont növekedésével növekszik. Az alkánok és naftének molekuláiban az oldalágak jelenléte és a ciklusok számának növekedése szintén növeli a viszkozitást. A szénhidrogének különböző csoportjainál a viszkozitás nő az alkánok - arének - ciklánok sorozatában.
A viszkozitás meghatározásához speciális szabványos műszereket használnak - viszkozimétereket, amelyek a működési elvben különböznek egymástól.
A kinematikai viszkozitást viszonylag kis viszkozitású könnyű kőolajtermékek és olajok esetében határozzák meg kapilláris viszkoziméterrel, amelyek működése a folyadék kapillárison keresztül történő folyékonyságán alapul a GOST 33-2000 és a GOST 1929-87 szerint (VPZh, Pinkevich viszkoziméter típus). stb.).
A viszkózus kőolajtermékek relatív viszkozitását viszkoziméterekkel, például VU, Engler stb. mérik. A folyadék kiáramlása ezekben a viszkoziméterekben a GOST 6258-85 szabvány szerint kalibrált lyukon keresztül történik.
Tapasztalati összefüggés van a hagyományos °VU értékei és a kinematikai viszkozitás között:
A legviszkózusabb, strukturáltabb kőolajtermékek viszkozitását rotációs viszkoziméteren határozzák meg a GOST 1929-87 szerint. A módszer a belső henger külsőhöz viszonyított elforgatásához szükséges erő mérésén alapul, amikor a közöttük lévő teret a tesztfolyadékkal olyan hőmérsékleten töltik meg. t.
A szokásos viszkozitás-meghatározási módszerek mellett a kutatómunkában néha nem szabványos módszereket is alkalmaznak, amelyek a viszkozitás mérésén alapulnak, amikor a kalibrációs golyó a jelek közé esik, vagy a vizsgált folyadékban lévő szilárd test rezgésének csillapítási idejére. (Geppler, Gurvich viszkoziméterek stb.).
Minden leírt szabványos módszernél a viszkozitást szigorúan állandó hőmérsékleten határozzák meg, mivel a viszkozitás jelentősen változik a változással.
Viszkozitás a hőmérséklet függvényében
A kőolajtermékek viszkozitásának hőmérsékletfüggősége nagyon fontos jellemző mind az olajfinomítási technológiában (szivattyúzás, hőcsere, ülepítés stb.), mind a kereskedelmi kőolajtermékek felhasználásában (leeresztés, szivattyúzás, szűrés, dörzsölő felületek kenése). stb.).
A hőmérséklet csökkenésével viszkozitásuk nő. Az ábra különböző kenőolajok viszkozitás-hőmérséklet görbéit mutatja.
Minden olajmintára jellemző, hogy vannak olyan hőmérsékleti tartományok, amelyekben a viszkozitás meredek emelkedése következik be.
A viszkozitásnak a hőmérséklet függvényében történő kiszámítására számos különböző képlet létezik, de a leggyakrabban használt Walter empirikus képlete:
Ennek a kifejezésnek a logaritmusát kétszer véve a következőt kapjuk:
Ennek az egyenletnek megfelelően E. G. Semenido összeállított egy nomogramot, amelynek abszcissza tengelyén a könnyebb használat érdekében a hőmérsékletet, az ordináta tengelyén a viszkozitást ábrázolja.
Nomogram segítségével meg lehet határozni egy olajtermék viszkozitását bármely adott hőmérsékleten, ha ismert a viszkozitása két másik hőmérsékleten. Ebben az esetben az ismert viszkozitások értékét egy egyenes köti össze, és addig folytatódik, amíg nem metszi a hőmérsékleti vonalat. A vele való metszéspont megfelel a kívánt viszkozitásnak. A nomogram alkalmas minden típusú folyékony kőolajtermék viszkozitásának meghatározására.
A kőolaj kenőolajok esetében nagyon fontos az üzemelés során, hogy a viszkozitás a lehető legkevésbé függjön a hőmérséklettől, mivel ez biztosítja az olaj jó kenési tulajdonságait széles hőmérsékleti tartományban, azaz a Walter-képletnek megfelelően ez azt jelenti, hogy kenőolajok esetében minél kisebb a B együttható, annál jobb az olaj minősége. Az olajoknak ezt a tulajdonságát ún viszkozitási index, ami az olaj kémiai összetételének függvénye. Különböző szénhidrogének viszkozitása a hőmérséklet függvényében eltérő módon változik. A legmeredekebb függőség (nagy B érték) az aromás szénhidrogéneknél, a legkisebb pedig az alkánoknál. A nafténes szénhidrogének ebből a szempontból közel állnak az alkánokhoz.
A viszkozitási index (VI) meghatározására többféle módszer létezik.
Oroszországban a VI-t a kinematikai viszkozitás két értéke határozza meg 50 és 100 ° C-on (vagy 40 és 100 ° C-on - az Állami Szabványügyi Bizottság speciális táblázata szerint).
Az olajok tanúsításakor a IV-t a GOST 25371-97 szerint számítják ki, amely előírja ennek az értéknek a viszkozitás alapján történő meghatározását 40 és 100 ° C-on. E módszer szerint a GOST szerint (100-nál kisebb VI-értékkel rendelkező olajok esetén) a viszkozitási indexet a következő képlet határozza meg:
Minden olyan olajhoz v 100 ν, v 1És v 3) alapján kerül meghatározásra a GOST 25371-97 táblázat szerint v 40És v 100 ezt az olajat. Ha az olaj viszkózusabb ( v 100> 70 mm 2 /s), akkor a képletben szereplő mennyiségeket a szabványban megadott speciális képletek határozzák meg.
A nomogramokból sokkal könnyebb meghatározni a viszkozitási indexet.
A viszkozitási index meghatározásához még kényelmesebb nomogramot fejlesztett ki G. V. Vinogradov. A VI meghatározása két hőmérsékleten ismert viszkozitási értékek egyenes vonalakkal való összekapcsolására redukálódik. Ezen vonalak metszéspontja megfelel a kívánt viszkozitási indexnek.
A viszkozitási index egy általánosan elfogadott érték, amely a világ minden országában szerepel az olajszabványokban. A viszkozitási index hátránya, hogy csak a 37,8-98,8°C közötti hőmérséklet-tartományban jellemzi az olaj viselkedését.
Sok kutató észrevette, hogy a kenőolajok sűrűsége és viszkozitása bizonyos mértékig tükrözi szénhidrogén-összetételüket. Egy megfelelő mutatót javasoltak, amely összekapcsolja az olajok sűrűségét és viszkozitását, és amelyet viszkozitás-tömeg állandónak (VMC) neveznek. A viszkozitás-tömeg állandót Yu. A. Pinkevich képletével lehet kiszámítani:
A VMK olaj kémiai összetételétől függően ez 0,75 és 0,90 között lehet, és minél magasabb a VMK olaj, annál alacsonyabb a viszkozitási indexe.
Alacsony hőmérsékleten a kenőolajok olyan szerkezetet kapnak, amelyet a diszpergált rendszerekre jellemző folyáshatár, plaszticitás, tixotrópia vagy viszkozitási anomália jellemez. Az ilyen olajok viszkozitásának meghatározásának eredménye az előzetes mechanikai keveréstől, valamint az áramlási sebességtől, vagy mindkét tényezőtől egyidejűleg függ. A strukturált olajok a többi strukturált kőolaj-rendszerhez hasonlóan nem követik a newtoni folyadékáramlási törvényt, amely szerint a viszkozitás változásának csak a hőmérséklettől kell függnie.
A töretlen szerkezetű olajnak lényegesen nagyobb a viszkozitása, mint a roncsolása után. Ha egy ilyen olaj viszkozitását a szerkezet tönkretételével csökkentjük, akkor nyugodt állapotban ez a szerkezet helyreáll, és a viszkozitás visszaáll az eredeti értékére. A rendszer azon képességét, hogy spontán helyreállítsa szerkezetét, ún tixotrópia. Az áramlási sebesség, pontosabban a sebességgradiens (1. görbe szakasz) növekedésével a szerkezet tönkremegy, ezért az anyag viszkozitása csökken, és elér egy bizonyos minimumot. Ez a minimális viszkozitás a sebességgradiens utólagos növekedése mellett is változatlan marad (2. szakasz), amíg egy turbulens áramlás meg nem jelenik, majd a viszkozitás ismét növekszik (3. szakasz).
Viszkozitás a nyomással szemben
A folyadékok viszkozitása, beleértve a kőolajtermékeket is, a külső nyomástól függ. Az olajok viszkozitásának változtatása nyomásnövekedéssel nagy gyakorlati jelentőséggel bír, mivel egyes súrlódó egységekben nagy nyomások léphetnek fel.
A viszkozitás nyomástól való függését egyes olajok esetében görbék mutatják, az olajok viszkozitása növekvő nyomásváltozással egy parabola mentén. Nyomás alatt R képlettel fejezhető ki:
A kőolajolajokban a paraffinos szénhidrogének viszkozitása változik legkevésbé a nyomás növekedésével, és valamivel inkább nafténes és aromás. A nagy viszkozitású olajtermékek viszkozitása a nyomás növekedésével jobban növekszik, mint az alacsony viszkozitású termékek viszkozitása. Minél magasabb a hőmérséklet, annál kevésbé változik a viszkozitás a nyomás növekedésével.
500-1000 MPa nagyságrendű nyomáson az olajok viszkozitása annyira megnő, hogy elveszítik folyékony tulajdonságaikat és műanyag masszává alakulnak.
A kőolajtermékek viszkozitásának nagy nyomáson történő meghatározásához D.E. Mapston a következő képletet javasolta:
Ezen egyenlet alapján D.E. Mapston kidolgozott egy nomogramot, amely ismert mennyiségeket használ pl. ν 0 És R, egyenes vonallal vannak összekötve, és a leolvasást a harmadik skálán kapjuk meg.
Keverékek viszkozitása
Az olajok keverésekor gyakran meg kell határozni a keverékek viszkozitását. Amint azt a kísérletek kimutatták, a tulajdonságok additivitása csak két olyan komponens keverékében nyilvánul meg, amelyek viszkozitása nagyon hasonló. A kevert olajtermékek viszkozitása közötti nagy eltérések esetén a viszkozitás általában kisebb, mint a keverési szabály szerint számított. Körülbelül az olajkeverék viszkozitása kiszámítható, ha az összetevők viszkozitását a reciprok - mobilitás (fluiditás) ψ cm:
Különféle nomogramok is használhatók a keverékek viszkozitásának meghatározására. Az ASTM nomogram és a Molin-Gurvich viszkozigram találta a legnagyobb alkalmazást. Az ASTM nomogram a Walther-képletre épül. A Molin-Gurevich nomogramot az A és B olaj keverékének kísérletileg megállapított viszkozitásai alapján állítottuk össze, amelyek közül A viszkozitása °VU 20 = 1,5, és B viszkozitása °VU 20 = 60. Mindkettő Az olajokat 0-tól 100%-ig (térf.) különböző arányban kevertük össze, és kísérleti úton határoztuk meg a keverékek viszkozitását. A nomogram a viszkozitás értékeit mutatja egységekben. egységek és mm 2 / s-ban.
Gázok és olajgőzök viszkozitása
A szénhidrogén gázok és olajgőzök viszkozitására más törvények vonatkoznak, mint a folyadékokra. A hőmérséklet emelkedésével a gázok viszkozitása nő. Ezt a mintát kielégítően írja le a Sutherland-képlet:
Folyadékok viszkozitása
Dinamikus viszkozitás, vagy a dinamikus viszkozitási együttható ƞ (newtoni), a következő képlet határozza meg:
η = r / (dv/dr),
ahol r a viszkózus ellenállási erő (területegységenként) két szomszédos folyadékréteg között, a felületük mentén, és dv/dr a relatív sebességük gradiense, a mozgás irányára merőleges irányban. A dinamikus viszkozitás mértékegysége ML -1 T -1, mértékegysége a CGS rendszerben: poise (pz) \u003d 1g / cm * s \u003d 1dyn * s / cm 2 \u003d 100 centipoise (cps)
Kinematikai viszkozitás a dinamikus viszkozitás ƞ és a folyadéksűrűség p aránya határozza meg. A kinematikai viszkozitás mérete L 2 T -1, egysége a CGS rendszerben stokes (st) \u003d 1 cm 2 / sec \u003d 100 centistokes (cst).
A φ folyékonyság a dinamikus viszkozitás reciproka. Ez utóbbi folyadékoknál csökken a hőmérséklet csökkenésével megközelítőleg a φ \u003d A + B / T törvény szerint, ahol A és B jellemző állandók, T pedig az abszolút hőmérsékletet jelöli. Az A és B értékeket nagyszámú folyadékra Barrer adta meg.
Víz viszkozitás táblázat
Bingham és Jackson adatai, az Egyesült Államokban és Nagy-Britanniában 1953. július 1-jén érvényes nemzeti standarddal egyeztetve, ƞ 20 0 С=1,0019 centipoise.
|
Hőmérséklet, 0 С |
Hőmérséklet, 0 С |
||
Különféle folyadékok táblázati viszkozitása Ƞ, cps
|
Folyékony |
|||||||||
|
Bróm-benzol |
|||||||||
|
Hangyasav |
|||||||||
|
Kénsav |
|||||||||
|
Ecetsav |
|||||||||
|
Ricinusolaj |
|||||||||
|
Provence olaj |
|||||||||
|
szén-diszulfid |
|||||||||
|
Metil-alkohol |
|||||||||
|
Etanol |
|||||||||
|
szénsav (folyékony) |
|||||||||
|
Szén-tetraklorid |
|||||||||
|
Kloroform |
|||||||||
|
etil-acetát |
|||||||||
|
Etil-formiát |
|||||||||
|
Etil-éter |
Egyes vizes oldatok relatív viszkozitása (táblázat)
Az oldatok koncentrációját normálnak tekintjük, amely 1 literben egy gramm ekvivalens oldott anyagot tartalmaz. Viszkozitás az azonos hőmérsékletű víz viszkozitására vonatkoztatva vannak megadva.
|
Anyag |
Hőmérséklet, °С |
Relatív viszkozitás |
Anyag |
Hőmérséklet, °С |
Relatív viszkozitás |
|
Kalcium-klorid |
|||||
|
Ammónium-klorid |
Kénsav |
||||
|
Kálium-jodid |
sósav |
||||
|
Kálium klorid |
nátrium-hidroxid |
A glicerin vizes oldatainak viszkozitása táblázat
|
Fajsúly 25°/25°С |
Tömegszázalék glicerin |
|||
Folyadékok viszkozitása nagy nyomáson Bridgman szerint
Táblázat: A víz relatív viszkozitása nagy nyomáson
|
Nyomás kgf / cm 3 |
||||
Különféle folyadékok relatív viszkozitásának táblázata nagy nyomáson
Ƞ=1 30 °C-on és 1 kgf/cm2 nyomáson
|
Folyékony |
Hőmérséklet, ° С |
Nyomás kgf / cm2 |
|||
|
szén-diszulfid |
|||||
|
Metil-alkohol |
|||||
|
Etanol |
|||||
|
Etil-éter |
|||||
Szilárd anyagok viszkozitása (PV)
Gázok és gőzök viszkozitási táblázata
Dinamikus gázok viszkozitásaáltalában mikropoisokban (mpus) fejezik ki. A kinetikai elmélet szerint a gázok viszkozitása nem függhet a nyomástól, és nem változhat az abszolút hőmérséklet négyzetgyökével arányosan. Az első következtetés általánosságban helyesnek bizonyul, kivéve a nagyon alacsony és nagyon magas nyomásokat; A második következtetés némi korrekciót igényel. A T abszolút hőmérséklettől függően ƞ megváltoztatásához leggyakrabban a következő képletet használják:
|
gáz vagy gőz |
Sutherland konstans, C |
||||||||
|
Dinitrogén-oxid |
|||||||||
|
Oxigén |
|||||||||
|
vízpára |
|||||||||
|
A kén-dioxid |
|||||||||
|
Etanol |
|||||||||
|
Szén-dioxid |
|||||||||
|
Szén-monoxid |
|||||||||
|
Kloroform |
|||||||||
Táblázat egyes gázok viszkozitása nagy nyomáson (mcpz)
|
Hőmérséklet, 0 С |
Nyomás légkörben |
|||||
|
Szén-dioxid |
||||||
