La viscosità è la più importante costante fisica caratterizzante proprietà operative caldaie e combustibili diesel, oli di petrolio, una serie di altri prodotti petroliferi. Il valore della viscosità viene utilizzato per giudicare la possibilità di atomizzazione e pompabilità del petrolio e dei prodotti petroliferi.
Esistono viscosità dinamica, cinematica, condizionale ed effettiva (strutturale).
Viscosità dinamica (assoluta). [μ ], o attrito interno, è la proprietà dei fluidi reali di resistere alle forze di taglio. Ovviamente questa proprietà si manifesta quando il fluido si muove. La viscosità dinamica nel sistema SI è misurata in [N·s/m 2 ]. Questa è la resistenza che un liquido esercita durante il movimento relativo dei suoi due strati con una superficie di 1 m 2, situati a una distanza di 1 m l'uno dall'altro e che si muovono sotto l'azione di una forza esterna di 1 N ad una velocità di 1 m/sec. Considerando che 1 N/m 2 = 1 Pa, la viscosità dinamica è spesso espressa in [Pa s] o [mPa s]. Nel sistema CGS (CGS), la dimensione viscosità dinamica- [dyne s/m 2 ]. Questa unità è chiamata poise (1 P = 0,1 Pa s).
Fattori di conversione per il calcolo della dinamica [ μ ] viscosità.
| Unità | Micropois (µP) | Centipoise (cP) | Portamento ([g/cm s]) | Pa·s ([kg/m·s]) | kg/(m·h) | kgs/m2 |
| Micropois (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 |
| Portamento ([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/(m·h) | 2,78 10 3 | 2,78 10 -1 | 2,78 10 -3 | 2,78 10 -4 | 1 | 2,84 10 -3 |
| kgs/m2 | 9,81 10 7 | 9,81 10 3 | 9,81 10 2 | 9,81 10 1 | 3,53 10 4 | 1 |
Viscosità cinematica [ν ] è il valore pari al rapporto tra la viscosità dinamica del fluido [ μ ] alla sua densità [ ρ ] alla stessa temperatura: ν = μ/ρ. unità viscosità cinematicaè [m 2 /s] - la viscosità cinematica di un tale liquido, la cui viscosità dinamica è 1 N s / m 2 e la densità è 1 kg / m 3 (N \u003d kg m / s 2). Nel sistema CGS la viscosità cinematica è espressa in [cm 2 /s]. Questa unità è chiamata stokes (1 St = 10 -4 m 2 / s; 1 cSt = 1 mm 2 / s).
Fattori di conversione per il calcolo della cinematica [ ν ] viscosità.
| Unità | mm2/s (cSt) | cm2/s (St) | m 2 /s | mq/ora |
| mm2/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 |
| mq/ora | 2,78 10 2 | 2,78 | 2,78 10 4 | 1 |
Oli e prodotti petroliferi sono spesso caratterizzati viscosità condizionale, che è preso come rapporto tra il tempo di deflusso attraverso il foro calibrato di un viscosimetro standard 200 ml di olio ad una certa temperatura [ t] al momento della scadenza di 200 ml di acqua distillata alla temperatura di 20°C. Viscosità nominale alla temperatura [ t] è indicato Segno WU, ed è espresso come numero di gradi convenzionali.
La viscosità relativa è misurata in gradi VU (°VU) (se il test viene eseguito in un viscosimetro standard secondo GOST 6258-85), secondi Saybolt e secondi Redwood (se il test viene eseguito su viscosimetri Saybolt e Redwood).
È possibile trasferire la viscosità da un sistema all'altro utilizzando un nomogramma.
Nei sistemi a dispersione di petrolio, in determinate condizioni, contrariamente ai fluidi newtoniani, la viscosità è una variabile dipendente dal gradiente della velocità di taglio. In questi casi, oli e prodotti petroliferi sono caratterizzati da viscosità effettiva o strutturale:
Per gli idrocarburi, la viscosità dipende in modo significativo dalla loro Composizione chimica: aumenta con l'aumentare del peso molecolare e del punto di ebollizione. La presenza di rami laterali nelle molecole di alcani e nafteni e un aumento del numero di cicli aumentano anche la viscosità. Per vari gruppi la viscosità degli idrocarburi aumenta nella serie alcani - areni - ciclani.
Per determinare la viscosità vengono utilizzati strumenti standard speciali: viscosimetri, che differiscono nel principio di funzionamento.
La viscosità cinematica è determinata per prodotti petroliferi leggeri a viscosità relativamente bassa e oli mediante viscosimetri capillari, il cui funzionamento si basa sulla fluidità di un liquido attraverso un capillare secondo GOST 33-2000 e GOST 1929-87 (tipo viscosimetro VPZh, Pinkevich , eccetera.).
Per i prodotti petroliferi viscosi, la viscosità relativa viene misurata in viscosimetri come VU, Engler, ecc. Il deflusso di liquido in questi viscosimetri avviene attraverso un foro calibrato secondo GOST 6258-85.
Esiste una relazione empirica tra i valori di °VU convenzionale e la viscosità cinematica:
La viscosità dei prodotti petroliferi più viscosi e strutturati è determinata su un viscosimetro rotazionale secondo GOST 1929-87. Il metodo si basa sulla misurazione della forza richiesta per ruotare il cilindro interno rispetto a quello esterno quando si riempie lo spazio tra di essi con il liquido di prova a una temperatura t.
Oltre ai metodi standard per determinare la viscosità, a volte in lavoro di ricerca vengono utilizzati metodi non standard, basati sulla misurazione della viscosità dal momento in cui la sfera di calibrazione cade tra i segni o dal tempo di decadimento delle vibrazioni di un corpo solido nel liquido di prova (Geppler, viscosimetri Gurvich, ecc.).
In tutto descritto metodi standard la viscosità è determinata a una temperatura rigorosamente costante, poiché con il suo cambiamento la viscosità cambia in modo significativo.
Viscosità in funzione della temperatura
La dipendenza della viscosità dei prodotti petroliferi dalla temperatura è molto caratteristica importante sia nella tecnologia di raffinazione del petrolio (pompaggio, scambio termico, decantazione, ecc.) sia nell'utilizzo di prodotti petroliferi commerciali (drenaggio, pompaggio, filtraggio, lubrificazione delle superfici di attrito, ecc.).
Al diminuire della temperatura, la loro viscosità aumenta. La figura mostra le curve viscosità/temperatura per vari oli lubrificanti.
Comune a tutti i campioni di olio è la presenza di regioni di temperatura in cui si verifica un forte aumento della viscosità.
Esistono molte formule diverse per calcolare la viscosità in funzione della temperatura, ma la più comunemente usata è la formula empirica di Walter:
Prendendo due volte il logaritmo di questa espressione, otteniamo:
Secondo questa equazione, E. G. Semenido ha compilato un nomogramma sull'asse delle ascisse del quale, per facilità d'uso, è tracciata la temperatura e la viscosità è tracciata sull'asse delle ordinate.
Usando un nomogramma, puoi trovare la viscosità di un prodotto petrolifero a una data temperatura se è nota la sua viscosità ad altre due temperature. In questo caso, il valore delle viscosità note è collegato da una linea retta e continua fino a quando non si interseca con la linea della temperatura. Il punto di intersezione con esso corrisponde alla viscosità desiderata. Il nomogramma è adatto per determinare la viscosità di tutti i tipi di prodotti petroliferi liquidi.
Per gli oli lubrificanti derivati dal petrolio, è molto importante durante il funzionamento che la viscosità sia il meno possibile dipendente dalla temperatura, poiché ciò garantisce buone proprietà lubrificanti dell'olio in un ampio intervallo di temperature, vale a dire, secondo la formula di Walter, ciò significa che per gli oli lubrificanti, minore è il coefficiente B, maggiore è la qualità dell'olio. Questa proprietà degli oli è chiamata indice di viscosità, che è una funzione della composizione chimica dell'olio. Per vari idrocarburi, la viscosità varia con la temperatura in modi diversi. La dipendenza più ripida (grande valore di B) per gli idrocarburi aromatici e la più piccola - per gli alcani. Gli idrocarburi naftenici sono vicini agli alcani sotto questo aspetto.
Esistere vari metodi determinazione dell'indice di viscosità (VI).
In Russia, VI è determinato da due valori di viscosità cinematica a 50 e 100°C (o a 40 e 100°C - secondo un'apposita tabella del Comitato di Stato per gli Standard).
Quando si certificano gli oli, IV viene calcolato secondo GOST 25371-97, che prevede la determinazione di questo valore per viscosità a 40 e 100°C. Secondo questo metodo, secondo GOST (per oli con VI inferiore a 100), l'indice di viscosità è determinato dalla formula:
Per tutti gli oli con v 100 ν, v 1 e v 3) è determinato secondo la tabella GOST 25371-97 basata su v 40 e v 100 quest'olio. Se l'olio è più viscoso ( v 100> 70 mm 2 /s), allora le quantità comprese nella formula sono determinate da apposite formule riportate nella norma.
È molto più facile determinare l'indice di viscosità dai nomogrammi.
Un nomogramma ancora più conveniente per trovare l'indice di viscosità è stato sviluppato da G. V. Vinogradov. La definizione di VI si riduce alla connessione di valori noti di viscosità a due temperature con linee rette. Il punto di intersezione di queste linee corrisponde all'indice di viscosità desiderato.
L'indice di viscosità è un valore generalmente accettato che è incluso negli standard petroliferi in tutti i paesi del mondo. Lo svantaggio dell'indice di viscosità è che caratterizza il comportamento dell'olio solo nell'intervallo di temperatura da 37,8 a 98,8°C.
Molti ricercatori hanno notato che la densità e la viscosità degli oli lubrificanti riflettono in una certa misura la loro composizione di idrocarburi. È stato proposto un indicatore corrispondente che collega la densità e la viscosità degli oli ed è chiamato costante di massa viscosità (VMC). La costante viscosità-massa può essere calcolata con la formula di Yu.A.Pinkevich:
A seconda della composizione chimica dell'olio VMK, può variare da 0,75 a 0,90 e maggiore è l'olio VMK, minore è il suo indice di viscosità.
Nell'area delle basse temperature oli lubrificanti acquisire una struttura che è caratterizzata dalla resistenza allo snervamento, dalla plasticità, dalla tissotropia o dall'anomalia della viscosità insita nei sistemi dispersi. I risultati della determinazione della viscosità di tali oli dipendono dalla loro miscelazione meccanica preliminare, nonché dalla portata o da entrambi i fattori contemporaneamente. Gli oli strutturati, come altri sistemi petroliferi strutturati, non seguono la legge newtoniana del flusso del fluido, secondo la quale la variazione di viscosità dovrebbe dipendere solo dalla temperatura.
Un olio con una struttura ininterrotta ha una viscosità significativamente più alta che dopo la sua distruzione. Se la viscosità di un tale olio viene ridotta distruggendo la struttura, in uno stato calmo questa struttura verrà ripristinata e la viscosità tornerà al suo valore originale. Viene chiamata la capacità di un sistema di ripristinare spontaneamente la sua struttura tissotropia. Con un aumento della velocità del flusso, più precisamente del gradiente di velocità (sezione 1 della curva), la struttura viene distrutta e quindi la viscosità della sostanza diminuisce e raggiunge un certo minimo. Questa viscosità minima rimane allo stesso livello anche con un successivo aumento del gradiente di velocità (sezione 2) fino alla comparsa di un flusso turbolento, dopodiché la viscosità aumenta nuovamente (sezione 3).
Viscosità contro pressione
La viscosità dei liquidi, compresi i prodotti petroliferi, dipende dalla pressione esterna. La modifica della viscosità degli oli all'aumentare della pressione è di grande importanza pratica, poiché in alcune unità di attrito possono verificarsi pressioni elevate.
La dipendenza della viscosità dalla pressione per alcuni oli è illustrata da curve, la viscosità degli oli con variazioni di pressione crescenti lungo una parabola. Sotto pressione R può essere espresso dalla formula:
Negli oli di petrolio, la viscosità degli idrocarburi paraffinici cambia meno all'aumentare della pressione e leggermente più naftenica e aromatica. La viscosità dei prodotti petroliferi ad alta viscosità aumenta con l'aumentare della pressione più della viscosità di quelli a bassa viscosità. Più alta è la temperatura, meno cambia la viscosità con l'aumentare della pressione.
A pressioni dell'ordine di 500 - 1000 MPa, la viscosità degli oli aumenta così tanto che perdono le loro proprietà liquide e si trasformano in una massa plastica.
Per determinare la viscosità dei prodotti petroliferi ad alta pressione, DE Mapston ha proposto la formula:
Sulla base di questa equazione, DE Mapston ha sviluppato un nomogramma, utilizzando quali quantità note, ad esempio ν 0 e R, sono collegate da una linea retta e la lettura si ottiene sulla terza scala.
Viscosità delle miscele
Quando si mescolano gli oli, è spesso necessario determinare la viscosità delle miscele. Come hanno dimostrato gli esperimenti, l'additività delle proprietà si manifesta solo in miscele di due componenti molto simili nella viscosità. Con una grande differenza nelle viscosità dei prodotti petroliferi misti, di norma, la viscosità è inferiore a quella calcolata secondo la regola di miscelazione. Approssimativamente, la viscosità di una miscela di oli può essere calcolata se sostituiamo le viscosità dei componenti con il loro reciproco - mobilità (fluidità) ψ cm:
Vari nomogrammi possono essere utilizzati anche per determinare la viscosità delle miscele. La migliore applicazione trovato il nomogramma ASTM e il viscosigramma Molin-Gurvich. Il nomogramma ASTM si basa sulla formula di Walther. Il nomogramma Molin-Gurevich è stato compilato sulla base delle viscosità rilevate sperimentalmente di una miscela di oli A e B, di cui A ha una viscosità di °VU 20 = 1,5 e B ha una viscosità di °VU 20 = 60. Entrambi gli oli sono stati miscelati in diversi rapporti da 0 a 100% (vol.) e la viscosità delle miscele è stata stabilita sperimentalmente. Il nomogramma mostra i valori della viscosità in unità. unità e in mm 2 / s.
Viscosità di gas e vapori d'olio
La viscosità dei gas di idrocarburi e dei vapori d'olio è soggetta a leggi diverse da quelle dei liquidi. All'aumentare della temperatura, la viscosità dei gas aumenta. Questo modello è descritto in modo soddisfacente dalla formula di Sutherland:
La viscosità determina resistenza interna forza fluida, che ha lo scopo di far scorrere questo fluido. La viscosità è di due tipi: assoluta e cinematica. Il primo è solitamente utilizzato in cosmetica, medicina e cucina, mentre il secondo è più spesso utilizzato nell'industria automobilistica.
Viscosità assoluta e viscosità cinematica
Viscosità assoluta fluido, detto anche dinamico, misura la resistenza alla forza che lo fa scorrere. Viene misurato indipendentemente dalle proprietà della sostanza. Viscosità cinematica, al contrario, dipende dalla densità della sostanza. Per determinare la viscosità cinematica, la viscosità assoluta viene divisa per la densità di quel fluido.
La viscosità cinematica dipende dalla temperatura del liquido, pertanto, oltre alla viscosità stessa, è necessario indicare a quale temperatura il liquido acquisisce tale viscosità. La viscosità dell'olio motore viene solitamente misurata a 40° C (104° F) e 100° C (212° F). Durante il cambio dell'olio nelle automobili, i meccanici spesso sfruttano la proprietà degli oli per diventare meno viscosi all'aumentare della temperatura. Ad esempio, per rimuovere importo massimo olio dal motore, viene preriscaldato, di conseguenza l'olio fuoriesce più facilmente e più velocemente.
Fluidi newtoniani e non newtoniani
La viscosità varia in modi diversi, a seconda del tipo di liquido. Esistono due tipi: fluidi newtoniani e non newtoniani. I fluidi newtoniani sono liquidi la cui viscosità cambierà indipendentemente dalla forza che la deforma. Tutti gli altri liquidi non sono newtoniani. Sono interessanti in quanto si deformano con velocità diversa a seconda dello sforzo di taglio, cioè la deformazione avviene a velocità maggiore o, al contrario, minore, a seconda della sostanza e della forza che preme sul liquido. La viscosità dipende anche da questa deformazione.
Il ketchup è un classico esempio di fluido non newtoniano. Mentre è nella bottiglia, è quasi impossibile tirarlo fuori con poca forza. Se, al contrario, applichiamo una grande forza, ad esempio, iniziamo a scuotere fortemente la bottiglia, il ketchup ne uscirà facilmente. Quindi, un grande stress rende fluido il ketchup e uno piccolo non ha quasi alcun effetto sulla sua fluidità. Questa proprietà è unica per i fluidi non newtoniani.
Altri fluidi non newtoniani, al contrario, diventano più viscosi con l'aumentare dello stress. Un esempio di tale liquido è una miscela di amido e acqua. Una persona può tranquillamente correre attraverso una piscina piena di esso, ma se si ferma inizierà ad affondare. Questo perché nel primo caso la forza che agisce sul fluido è molto maggiore che nel secondo. Esistono fluidi non newtoniani con altre proprietà, ad esempio in essi la viscosità varia non solo in base alla quantità totale di stress, ma anche in base al tempo durante il quale la forza agisce sul liquido. Ad esempio, se lo stress complessivo è causato da una forza maggiore e agisce sul corpo per un breve periodo di tempo, anziché essere distribuito su un periodo più lungo con una forza minore, allora un liquido, come il miele, diventa meno viscoso. Cioè, se il miele viene mescolato intensamente, diventerà meno viscoso rispetto a mescolarlo con meno forza, ma per un tempo più lungo.
Viscosità e lubrificazione in ingegneria
Viscosità - proprietà importante liquidi che vengono utilizzati nella vita di tutti i giorni. La scienza che studia la fluidità dei liquidi si chiama reologia ed è dedicata a una serie di argomenti relativi a questo fenomeno, inclusa la viscosità, poiché la viscosità influisce direttamente sulla fluidità di varie sostanze. La reologia generalmente studia i fluidi sia newtoniani che non newtoniani.
Indicatori di viscosità dell'olio motore
La produzione di olio motore avviene con la stretta osservanza delle regole e delle ricette, in modo che la viscosità di questo olio sia esattamente quella necessaria in una data situazione. Prima della vendita, i produttori controllano la qualità dell'olio ei meccanici dei concessionari di automobili ne controllano la viscosità prima di versarlo nel motore. In entrambi i casi, le misurazioni vengono eseguite in modo diverso. Nella produzione dell'olio si misura solitamente la sua viscosità cinematica, e la meccanica, al contrario, misura la viscosità assoluta, per poi tradurla in cinematica. Allo stesso tempo, usano diversi dispositivi per misurare. È importante conoscere la differenza tra queste misurazioni e non confondere la viscosità cinematica con la viscosità assoluta, poiché non sono la stessa cosa.
Per misurazioni più accurate, i produttori oli per macchine preferisco usare la viscosità cinematica. I misuratori di viscosità cinematica sono anche molto più economici dei misuratori di viscosità assoluta.
Per le automobili, è molto importante che la viscosità dell'olio nel motore sia corretta. Affinché le parti dell'auto durino il più a lungo possibile, l'attrito deve essere ridotto il più possibile. Per fare questo, sono coperti da uno spesso strato olio motore. L'olio deve essere sufficientemente viscoso da rimanere sulle superfici di sfregamento il più a lungo possibile. D'altra parte, deve essere abbastanza fluido da passare attraverso i passaggi dell'olio senza una notevole diminuzione della portata, anche in tempo freddo. Cioè, anche quando basse temperature l'olio deve rimanere poco viscoso. Inoltre, se l'olio è troppo viscoso, l'attrito tra le parti mobili sarà elevato, il che comporterà un aumento del consumo di carburante.
L'olio motore è una miscela di diversi oli e additivi come antischiuma e additivi detergenti. Pertanto, conoscere la viscosità dell'olio stesso non è sufficiente. È inoltre necessario conoscere la viscosità finale del prodotto e, se necessario, modificarla se non soddisfa gli standard accettati.
Cambio olio
Con l'uso la percentuale di additivi nell'olio motore diminuisce e l'olio stesso si sporca. Quando la contaminazione è troppo elevata e gli additivi ad essa aggiunti sono bruciati, l'olio diventa inutilizzabile, quindi deve essere cambiato regolarmente. Se ciò non viene fatto, lo sporco può intasarsi canali petroliferi. La viscosità dell'olio cambierà e non soddisferà gli standard, causando vari problemi come i passaggi dell'olio ostruiti. Alcune officine e produttori di olio consigliano di cambiare l'olio ogni 5.000 chilometri (3.000 miglia), ma i produttori di automobili e alcuni meccanici affermano che cambiare l'olio ogni 8.000-24.000 chilometri (5.000-15.000 miglia) è sufficiente se l'auto è in buone condizioni e in buone condizioni. La sostituzione ogni 5 000 chilometri è adatta per i motori più vecchi, e ora consigli su tale sostituzione frequente oli - trovata pubblicitaria, costringendo gli appassionati di auto ad acquistare più olio e utilizzare i servizi centri di servizio più spesso di quanto sia effettivamente necessario.
Man mano che il design del motore migliora, aumenta anche la distanza che un'auto può percorrere senza cambiare l'olio. Pertanto, per decidere quando vale la pena versare olio nuovo nell'auto, lasciati guidare dalle informazioni contenute nelle istruzioni per l'uso o nel sito Web del produttore dell'auto. In qualche Veicolo ah, sono installati anche sensori che monitorano le condizioni dell'olio - sono anche comodi da usare.
Come scegliere l'olio motore giusto
Per non commettere errori nella scelta della viscosità, quando si sceglie un olio, è necessario tenere conto del tipo di tempo e per quali condizioni è destinato. Alcuni oli sono progettati per funzionare a freddo o, al contrario, a caldo, mentre altri sono buoni con qualsiasi tempo. Gli oli sono anche divisi in sintetici, minerali e misti. Questi ultimi sono costituiti da una miscela di componenti minerali e sintetici. Più oli costosi- sintetico e il minerale più economico, poiché la loro produzione è più economica. Gli oli sintetici stanno diventando sempre più popolari grazie al fatto che durano più a lungo e la loro viscosità rimane la stessa in un ampio intervallo di temperature. Quando si acquista olio motore sintetico, è importante verificare se il filtro durerà quanto l'olio.
Si verifica un cambiamento nella viscosità dell'olio motore dovuto a un cambiamento di temperatura oli diversi diversamente, e tale dipendenza è espressa dall'indice di viscosità, che solitamente è indicato sulla confezione. Indice uguale a zero - per oli la cui viscosità dipende maggiormente dalla temperatura. Meno viscosità dipende dalla temperatura, meglio è, quindi gli automobilisti preferiscono gli oli con alto indice viscosità, specialmente nei climi freddi dove la differenza di temperatura tra il motore caldo e l'aria fredda è molto grande. Sul questo momento indice di viscosità oli sintetici superiore al minerale. Oli miscelati sono nel mezzo.
Per mantenere inalterata più a lungo la viscosità dell'olio, cioè per aumentare l'indice di viscosità, all'olio vengono spesso aggiunti vari additivi. Spesso questi additivi si esauriscono prima della data consigliata per il cambio dell'olio, il che significa che l'olio diventa meno utilizzabile. I conducenti che utilizzano oli con questi additivi sono costretti a controllare regolarmente se la concentrazione di questi additivi nell'olio è sufficiente, oppure a cambiare frequentemente l'olio o ad accontentarsi di olio con qualità ridotte. Cioè, l'olio con un indice di viscosità elevato non è solo costoso, ma richiede anche un monitoraggio costante.
Olio per altri veicoli e meccanismi
I requisiti di viscosità dell'olio per altri veicoli sono spesso gli stessi di oli per automobili ma a volte sono diversi. Ad esempio, i requisiti per l'olio utilizzato per la catena di una bicicletta sono diversi. I proprietari di biciclette di solito devono scegliere tra un olio leggero che sia facile da applicare sulla catena, come uno spray aerosol, o uno denso che aderisca bene e duri sulla catena. L'olio viscoso riduce efficacemente l'attrito e non viene lavato via dalla catena quando piove, ma si sporca rapidamente, poiché polvere, erba secca e altro sporco entrano nella catena aperta. L'olio sottile non ha questi problemi, ma va riapplicato frequentemente, e i ciclisti disattenti o inesperti a volte non lo sanno e rovinano la catena e gli ingranaggi.
Misura della viscosità
Per misurare la viscosità vengono utilizzati dispositivi chiamati reometri o viscosimetri. I primi sono utilizzati per liquidi la cui viscosità varia a seconda delle condizioni ambientali, mentre i secondi funzionano con qualsiasi liquido. Alcuni reometri sono un cilindro che ruota all'interno di un altro cilindro. Misurano la forza con cui ruota il fluido nel cilindro esterno cilindro interno. In altri reometri, il liquido viene versato su un piatto, vi viene posto un cilindro e viene misurata la forza con cui il liquido agisce sul cilindro. Esistono altri tipi di reometri, ma il principio del loro funzionamento è simile: misurano la forza con cui il liquido agisce sull'elemento mobile di questo dispositivo.
I viscometri misurano la resistenza del fluido che si muove all'interno strumento di misura. Per fare ciò, il liquido viene spinto attraverso un tubo sottile (capillare) e viene misurata la resistenza del liquido al movimento attraverso il tubo. Questa resistenza può essere trovata misurando il tempo impiegato dal liquido per percorrere una certa distanza nel tubo. Il tempo viene convertito in viscosità utilizzando calcoli o tabelle disponibili nella documentazione di ciascun dispositivo.
Utilizza un comodo convertitore per convertire online la viscosità cinematica in dinamica. Poiché il rapporto tra viscosità cinematica e dinamica dipende dalla densità, deve essere indicato anche durante il calcolo nei calcolatori seguenti.
Densità e viscosità devono essere riportate alla stessa temperatura.
Se si imposta la densità a una temperatura diversa dalla temperatura di viscosità, si verificherà un errore, il cui grado dipenderà dall'influenza della temperatura sulla variazione di densità per una data sostanza.
Calcolatrice di conversione della viscosità da cinematica a dinamica
Il convertitore consente di convertire la viscosità con la dimensione in centistokes [cSt] in centipoise [cP]. Si prega di notare che i valori numerici delle quantità con dimensioni [mm2/s] e [cSt] per viscosità cinematica e [cP] e [mPa*s] per dinamico, sono uguali tra loro e non richiedono una traduzione aggiuntiva. Per altre dimensioni, utilizzare le tabelle seguenti.
Per determinare la viscosità cinematica, il viscosimetro viene selezionato in modo tale che il tempo di flusso del prodotto petrolifero sia di almeno 200 s. Quindi viene accuratamente lavato e asciugato. Un campione del prodotto da testare viene filtrato filtro di carta. I prodotti viscosi vengono riscaldati a 50–100°C prima della filtrazione. In presenza di acqua nel prodotto, viene essiccato con solfato di sodio o sale da tavola grossolanamente cristallino, seguito da filtrazione. La temperatura richiesta è impostata nel dispositivo termostatico. L'accuratezza del mantenimento della temperatura selezionata è di grande importanza, quindi il termometro del termostato deve essere installato in modo che il suo serbatoio si trovi approssimativamente a livello della metà del capillare del viscosimetro con immersione simultanea dell'intera scala. Altrimenti, viene introdotta una correzione per una colonna sporgente di mercurio secondo la formula:
^T = Bh(T1 – T2)
- B - coefficiente di dilatazione termica fluido di lavoro termometro:
- per un termometro a mercurio - 0,00016
- per alcol - 0,001
- h è l'altezza della colonna sporgente del fluido di lavoro del termometro, espressa in divisioni della scala del termometro
- T1- temperatura impostata nel termostato, °C
- T2 è la temperatura dell'aria ambiente vicino al centro della colonna sporgente, °C.
La determinazione del tempo di scadenza viene ripetuta più volte. In conformità con GOST 33-82, il numero di misurazioni viene impostato in base al tempo di scadenza: cinque misurazioni - con un tempo di scadenza compreso tra 200 e 300 s; quattro da 300 a 600 s e tre per tempi di scadenza superiori a 600 s. Quando si effettuano letture, è necessario monitorare la costanza della temperatura e l'assenza di bolle d'aria.
Per calcolare la viscosità si determina la media aritmetica del tempo di flusso. In questo caso, vengono prese in considerazione solo quelle letture che differiscono di non più di ± 0,3% per accurate e di ± 0,5% per misure tecniche dalla media aritmetica.
Viscosità dei liquidi
Dinamico viscosità, o coefficiente di viscosità dinamica ƞ (newtoniano), è determinato dalla formula:
η = r / (dv/dr),
dove r è la forza di resistenza viscosa (per unità di area) tra due strati fluidi adiacenti diretti lungo la loro superficie, e dv/dr è il loro gradiente velocità relativa presa in direzione perpendicolare alla direzione del moto. L'unità di viscosità dinamica è ML -1 T -1, la sua unità nel sistema CGS è poise (pz) \u003d 1g / cm * s \u003d 1dyn * s / cm 2 \u003d 100 centipoise (cps)
cinematica viscositàè determinato dal rapporto tra la viscosità dinamica ƞ e la densità del fluido p. La dimensione della viscosità cinematica è L 2 T -1, la sua unità nel sistema CGS è stokes (st) \u003d 1 cm 2 / sec \u003d 100 centistokes (cst).
La fluidità φ è il reciproco della viscosità dinamica. Quest'ultimo per i liquidi diminuisce al diminuire della temperatura approssimativamente secondo la legge φ \u003d A + B / T, dove A e B sono costanti caratteristiche e T indica la temperatura assoluta. I valori per A e B per un gran numero di liquidi sono stati dati da Barrer.
Tabella della viscosità dell'acqua
Dati di Bingham e Jackson, riconciliati con lo standard nazionale negli Stati Uniti e in Gran Bretagna il 1 luglio 1953, ƞ a 20 0 С=1.0019 centipoise.
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Temperatura, 0 С |
Temperatura, 0 С |
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Tabella viscosità di vari liquidi Ƞ, cps
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Liquido |
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Bromobenzene |
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Acido formico |
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Acido solforico |
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Acido acetico |
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Olio di ricino |
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Olio di Provenza |
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disolfuro di carbonio |
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Alcool metilico |
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Etanolo |
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Acido carbonico (liquido) |
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Tetracloruro di carbonio |
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Cloroformio |
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acetato di etile |
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Formiato di etile |
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Etere etilico |
Viscosità relativa di alcune soluzioni acquose (tabella)
Si presume che la concentrazione delle soluzioni sia normale, che contiene un grammo equivalente di un soluto per 1 litro. Viscosità sono dati in relazione alla viscosità dell'acqua alla stessa temperatura.
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Sostanza |
Temperatura, °С |
Viscosità relativa |
Sostanza |
Temperatura, °С |
Viscosità relativa |
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Cloruro di calcio |
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Cloruro d'ammonio |
Acido solforico |
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Ioduro di potassio |
acido cloridrico |
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Cloruro di potassio |
idrossido di sodio |
Tabella viscosità delle soluzioni acquose di glicerina
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Peso specifico 25°/25°С |
Percentuale in peso di glicerina |
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Viscosità dei liquidi ad alte pressioni secondo Bridgman
Tabella viscosità relativa dell'acqua a alte pressioni
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Pressione kgf/cm 3 |
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Tabella delle viscosità relative vari liquidi ad alte pressioni
Ƞ=1 a 30°C e pressione 1 kgf/cm 2
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Liquido |
Temperatura, ° С |
Pressione kgf/cm2 |
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disolfuro di carbonio |
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Alcool metilico |
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Etanolo |
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Etere etilico |
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Viscosità dei solidi (PV)
Tabella di viscosità per gas e vapori
Dinamico viscosità dei gas solitamente espressa in micropoises (mpus). Secondo la teoria cinetica, la viscosità dei gas non dovrebbe dipendere dalla pressione e variare in proporzione alla radice quadrata della temperatura assoluta. La prima conclusione risulta generalmente corretta, ad eccezione di pressioni molto basse e molto alte; La seconda conclusione richiede alcune correzioni. Per modificare ƞ in base alla temperatura assoluta T, viene spesso utilizzata la formula:
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gas o vapore |
costante di Sutherland, C |
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Ossido nitroso |
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Ossigeno |
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vapore acqueo |
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Diossido di zolfo |
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Etanolo |
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Diossido di carbonio |
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Monossido di carbonio |
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Cloroformio |
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Tabella viscosità di alcuni gas ad alte pressioni (mcpz)
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Temperatura, 0 С |
Pressione in atmosfere |
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Diossido di carbonio |
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