Použite pohodlný prevodník prekladov Kinematická viskozita dynamicky online. Keďže pomer kinematických a dynamická viskozita závisí od hustoty, treba ju uviesť aj pri výpočte v nižšie uvedených kalkulačkách.
Hustota a viskozita by mali byť špecifikované pri rovnakej teplote.
Ak nastavíte hustotu pri teplote odlišnej od teploty viskozity, bude to mať za následok určitú chybu, ktorej stupeň bude závisieť od vplyvu teploty na zmenu hustoty pre danú látku.
Kalkulačka na prepočet kinematickej viskozity na dynamickú viskozitu
Prevodník umožňuje previesť viskozitu s rozmerom v centistoke [cSt] v centipoise [cP]. Upozorňujeme, že číselné hodnoty množstiev s rozmermi [mm2/s] a [cSt] pre kinematickú viskozitu a [cP] a [mPa*s] pre dynamické - sú si navzájom rovné a nevyžadujú ďalší preklad. Pre iné rozmery použite nižšie uvedené tabuľky.
Určuje viskozita vnútorný odpor sila kvapaliny, ktorá je zameraná na to, aby táto kvapalina tiekla. Existujú dva typy viskozity - absolútna a kinematická. Prvý sa zvyčajne používa v kozmetike, medicíne a varení a druhý sa častejšie používa v automobilovom priemysle.
Absolútna viskozita a kinematická viskozita
Absolútna viskozita kvapalina, nazývaná aj dynamická, meria odpor voči sile, ktorá spôsobuje jej prúdenie. Meria sa bez ohľadu na vlastnosti látky. Kinematická viskozita, naopak závisí od hustoty látky. Na určenie kinematickej viskozity sa absolútna viskozita vydelí hustotou kvapaliny.
Kinematická viskozita závisí od teploty kvapaliny, preto je potrebné okrem samotnej viskozity uviesť, pri akej teplote kvapalina takúto viskozitu nadobúda. Viskozita motorového oleja sa zvyčajne meria pri teplotách 40 °C (104 °F) a 100 °C (212 °F). Pri výmene oleja v automobiloch automechanici často využívajú vlastnosť olejov, ktoré sa stávajú menej viskóznymi, keď teplota stúpa. Napríklad vymazať maximálne množstvo olej z motora, je predhriaty, v dôsledku toho olej ľahšie a rýchlejšie vyteká.
Newtonovské a nenewtonské tekutiny
Viskozita sa líši v závislosti od typu kvapaliny. Existujú dva typy - newtonské a nenewtonské tekutiny. Newtonovské kvapaliny sú tie, ktorých viskozita sa mení bez ohľadu na silu, ktorá ju deformuje. Všetky ostatné kvapaliny sú nenewtonovské. Sú zaujímavé tým, že sú zdeformované s pri rôznych rýchlostiach v závislosti od šmykového napätia, to znamená, že deformácia nastáva pri vyššej alebo naopak nižšej rýchlosti v závislosti od látky a sily, ktorá tlačí na kvapalinu. Od tejto deformácie závisí aj viskozita.
Kečup je klasickým príkladom nenewtonskej tekutiny. Kým je vo fľaške, je takmer nemožné ho vytlačiť malou silou. Ak naopak vyvinieme veľkú silu, napríklad začneme fľašou silno triasť, potom z nej kečup ľahko vytečie. Veľké napätie teda robí kečup tekutým, zatiaľ čo malé napätie nemá takmer žiadny vplyv na jeho tekutosť. Táto vlastnosť je vlastná iba nenewtonským kvapalinám.
Iné nenewtonské kvapaliny sa naopak stávajú viskóznejšími so zvyšujúcim sa napätím. Príkladom takejto kvapaliny je zmes škrobu a vody. Človek môže pokojne prebehnúť cez bazén, ktorý je ním naplnený, ale ak sa zastaví, začne sa potápať. Stáva sa to preto, že v prvom prípade je sila pôsobiaca na tekutinu oveľa väčšia ako v druhom. Existujú nenewtonské kvapaliny s inými vlastnosťami – napríklad v nich sa viskozita mení nielen v závislosti od celkovej veľkosti napätia, ale aj od času, počas ktorého na kvapalinu pôsobí sila. Napríklad, ak je celkový stres spôsobený väčšou silou a pôsobí na telo krátkodobo, namiesto toho, aby sa rozložil počas dlhšieho obdobia s menšou silou, potom sa kvapalina, ako je med, stane menej viskóznou. To znamená, že ak budete miešať med energicky, stane sa menej viskóznym v porovnaní s miešaním menšou silou, ale dlhším časom.
Viskozita a mazanie v technológii
Viskozita - dôležitý majetok kvapaliny, ktoré sa používajú v každodennom živote. Veda, ktorá študuje prúdenie kvapalín, sa nazýva reológia a zaoberá sa množstvom tém súvisiacich s týmto javom, vrátane viskozity, pretože viskozita priamo ovplyvňuje tekutosť. rôzne látky. Reológia zvyčajne študuje newtonské aj nenewtonské tekutiny.
Indikátory viskozity motorového oleja
Výroba strojového oleja prebieha v prísnom súlade s pravidlami a receptúrami, takže viskozita tohto oleja je presne taká, aká je v danej situácii potrebná. Pred predajom výrobcovia kontrolujú kvalitu oleja a mechanici v predajniach automobilov kontrolujú jeho viskozitu pred naliatím do motora. V oboch prípadoch sa merania vykonávajú inak. Pri výrobe oleja sa zvyčajne meria jeho kinematická viskozita, zatiaľ čo mechanika, naopak, meria absolútnu viskozitu a následne ju prevádza na kinematickú viskozitu. V tomto prípade používajú rôzne zariadenia na meranie. Je dôležité poznať rozdiel medzi týmito meraniami a nezamieňať si kinematickú viskozitu s absolútnou viskozitou, pretože nie sú rovnaké.
Ak chcete získať presnejšie merania, výrobcovia strojové oleje radšej použiť kinematickú viskozitu. Kinematické merače viskozity sú tiež oveľa lacnejšie ako merače absolútnej viskozity.
Pri autách je veľmi dôležité, aby viskozita motorového oleja spĺňala normu. Aby autodiely vydržali čo najdlhšie, je potrebné čo najviac znížiť trenie. Za týmto účelom sú pokryté silnou vrstvou motorový olej. Olej musí byť dostatočne viskózny, aby zostal na trecích plochách čo najdlhšie. Na druhej strane musí byť dostatočne tekutý, aby prešiel olejovými kanálikmi bez citeľného poklesu prietoku aj v chladné počasie. Teda aj s nízke teploty ach, olej by nemal zostať príliš viskózny. Okrem toho, ak je olej príliš viskózny, potom bude trenie medzi pohyblivými časťami vysoké, čo povedie k zvýšenej spotrebe paliva.
Motorový olej je zmesou rôznych olejov a prísad, ako sú odpeňovacie a detergentné prísady. Znalosť viskozity samotného oleja preto nestačí. Je tiež potrebné poznať konečnú viskozitu produktu a v prípade potreby ju zmeniť, ak nespĺňa uznávané normy.
Výmena oleja
Používaním sa percento aditív v motorovom oleji znižuje a samotný olej sa špiní. Keď je znečistenie príliš vysoké a do neho pridané prísady vyhoreli, olej sa stáva nepoužiteľným a musí sa pravidelne meniť. Ak tak neurobíte, nečistoty sa môžu upchať olejové kanály. Viskozita oleja sa zmení a nebude spĺňať normy, čo spôsobí rôzne problémy, ako sú upchaté olejové kanáliky. Niektoré opravovne a výrobcovia oleja odporúčajú výmenu oleja každých 5 000 kilometrov (3 000 míľ), ale výrobcovia automobilov a niektorí automechanici tvrdia, že výmena oleja po každých 8 000 až 24 000 kilometroch (5 000 až 15 000 míľ) je dostatočná, ak je auto v poriadku. stave a v dobrom stave. dobrý stav. Pri starších motoroch je vhodná výmena každých 5 000 kilometrov a teraz rada k takýmto častá výmena oleje - reklamný trik, čo núti nadšencov áut kupovať viac oleja a využívať služby servisné strediskáčastejšie, než je skutočne potrebné.
So zlepšovaním konštrukcie motora sa zvyšuje aj vzdialenosť, ktorú môže vozidlo prejsť bez výmeny oleja. Preto sa pri rozhodovaní o tom, kedy naplniť svoje auto novým olejom, riaďte informáciami v návode na obsluhu alebo na webovej stránke výrobcu automobilu. V niektorých Vozidlo Nainštalované sú aj senzory, ktoré monitorujú stav oleja - sú tiež vhodné na použitie.
Ako si vybrať správny motorový olej
Aby ste neurobili chybu pri výbere viskozity, pri výbere oleja musíte vziať do úvahy, aké počasie a do akých podmienok je určený. Niektoré oleje sú určené na prácu v chladných alebo horúcich podmienkach a niektoré sú dobré za každého počasia. Oleje sa tiež delia na syntetické, minerálne a zmiešané. Posledne menované pozostávajú zo zmesi minerálnych a syntetických zložiek. Najviac drahé oleje- syntetické a najlacnejšie sú minerálne, pretože ich výroba je lacnejšia. Syntetické oleje sa stávajú čoraz obľúbenejšími vďaka tomu, že vydržia dlhšie a ich viskozita zostáva nezmenená v širokom rozsahu teplôt. Pri kúpe syntetického motorového oleja je dôležité skontrolovať, či váš filter vydrží tak dlho ako olej.
Zmeny viskozity motorového oleja v dôsledku zmien teploty sa vyskytujú v rôzne oleje odlišne a túto závislosť vyjadruje viskozitný index, ktorý je zvyčajne uvedený na obale. Index rovný nule je pre oleje, ktorých viskozita najviac závisí od teploty. Čím nižšia viskozita závisí od teploty, tým lepšie, a preto motoristi uprednostňujú oleje s vysoký index viskozita, najmä v chladnom podnebí, kde je teplotný rozdiel medzi horúcim motorom a studeným vzduchom veľmi veľký. Zapnuté tento moment index viskozity syntetické oleje vyššie ako minerálne. Zmiešané oleje sú v strede.
Aby viskozita oleja zostala dlhšie nezmenená, to znamená, aby sa zvýšil index viskozity, často sa do oleja pridávajú rôzne prísady. Tieto prísady sa často vypália pred odporúčanou dobou výmeny oleja, čo znamená, že olej sa stáva menej použiteľným. Vodiči používajúci oleje s takýmito prísadami sú nútení buď pravidelne kontrolovať, či je koncentrácia týchto prísad v oleji dostatočná, alebo často meniť olej, alebo sa uspokojiť s olejom so zníženou kvalitou. To znamená, že olej s vysokým indexom viskozity je nielen drahý, ale vyžaduje si aj neustále monitorovanie.
Olej pre iné vozidlá a mechanizmy
Požiadavky na viskozitu oleja pre iné vozidlá sa často zhodujú s požiadavkami na automobilové oleje, ale niekedy sú iné. Odlišné sú napríklad požiadavky na olej používaný pre reťaz bicyklov. Majitelia bicyklov si väčšinou musia vybrať medzi neviskóznym olejom, ktorý sa ľahko nanáša na reťaz, napríklad z aerosólového spreja, a viskóznym olejom, ktorý na reťazi dobre a dlho drží. Viskózny olej účinne znižuje trenie a počas dažďa sa z reťaze nezmýva, ale rýchlo sa zašpiní, keď sa do otvorenej reťaze dostane prach, suchá tráva a iné nečistoty. S riedkym olejom až také problémy nie sú, no treba ho často pretierať a nepozorní či neskúsení cyklisti to niekedy nevedia a poškodia reťaz a prevody.
Meranie viskozity
Na meranie viskozity sa používajú zariadenia nazývané reometre alebo viskozimetre. Prvé sa používajú pre kvapaliny, ktorých viskozita sa mení v závislosti od podmienok prostredia, zatiaľ čo druhé pracujú s akoukoľvek kvapalinou. Niektoré reometre pozostávajú z valca, ktorý sa otáča vo vnútri iného valca. Meria silu, ktorou kvapalina vo vonkajšom valci otáča vnútorným valcom. V iných reometroch sa kvapalina naleje na dosku, vloží sa do nej valec a meria sa sila, ktorou kvapalina pôsobí na valec. Existujú aj iné typy reometrov, ale princíp ich činnosti je podobný - merajú silu, ktorou kvapalina pôsobí na pohyblivý prvok tohto zariadenia.
Viskozimetre merajú odpor tekutiny, ktorá sa pohybuje vo vnútri merací prístroj. Na tento účel sa kvapalina pretlačí cez tenkú trubicu (kapiláru) a meria sa odpor kvapaliny voči pohybu trubicou. Tento odpor možno zistiť meraním času, ktorý kvapalina potrebuje na to, aby sa v trubici posunula o určitú vzdialenosť. Čas sa prepočítava na viskozitu pomocou výpočtov alebo tabuliek uvedených v dokumentácii pre každé zariadenie.
Na stanovenie kinematickej viskozity sa viskozimeter volí tak, aby doba prietoku ropného produktu bola aspoň 200 s. Potom sa dôkladne umyje a vysuší. Vzorka testovaného produktu sa prefiltruje papierový filter. Viskózne produkty sa pred filtráciou zahrejú na 50–100 °C. Ak je v produkte voda, suší sa síranom sodným alebo hrubozrnnou kuchynskou soľou a nasleduje filtrácia. Požadovaná teplota sa nastavuje v termostatickom zariadení. Veľký význam má presnosť udržiavania zvolenej teploty, preto je potrebné termostatický teplomer inštalovať tak, aby jeho zásobník bol približne na úrovni stredu kapiláry viskozimetra pri súčasnom ponorení celej stupnice. V opačnom prípade sa zavedie korekcia pre vyčnievajúci stĺpec ortuti pomocou vzorca:
^T = Bh(T1 – T2)
- B – koeficient tepelnej rozťažnosti pracovná kvapalina teplomer:
- pre ortuťový teplomer – 0,00016
- na alkohol – 0,001
- h – výška vyčnievajúceho stĺpca pracovnej tekutiny teplomera vyjadrená v dielikoch stupnice teplomera
- T1 – nastavená teplota v termostate, °C
- T2 – teplota okolitého vzduchu blízko stredu vyčnievajúceho stĺpca, °C.
Stanovenie doby expirácie sa niekoľkokrát opakuje. V súlade s GOST 33-82 sa počet meraní nastavuje v závislosti od času exspirácie: päť meraní - s časom exspirácie od 200 do 300 s; štyri - od 300 do 600 s a tri - s dobou expirácie nad 600 s. Pri vykonávaní odčítania je potrebné zabezpečiť, aby bola teplota konštantná a neboli žiadne vzduchové bubliny.
Na výpočet viskozity určte aritmetickú strednú hodnotu doby prietoku. V tomto prípade sa berú do úvahy len tie odčítania, ktoré sa nelíšia o viac ako ± 0,3 % pre presné a ± 0,5 % pre technické merania z aritmetického priemeru.
Viskozita je najdôležitejšou charakteristikou fyzikálnej konštanty prevádzkové vlastnosti kotolne a naftové palivá, ropné oleje a množstvo ďalších ropných produktov. Hodnota viskozity sa používa na posúdenie možnosti atomizácie a čerpateľnosti ropy a ropných produktov.
Existuje dynamická, kinematická, podmienená a efektívna (štrukturálna) viskozita.
Dynamická (absolútna) viskozita [μ ] alebo vnútorné trenie je vlastnosťou skutočných tekutín odolávať šmykovým tangenciálnym silám. Je zrejmé, že táto vlastnosť sa prejavuje pri pohybe tekutiny. Dynamická viskozita v systéme SI sa meria v [N·s/m2]. Ide o odpor, ktorý kvapalina vykazuje pri relatívnom pohybe svojich dvoch vrstiev s povrchom 1 m2, umiestnených vo vzdialenosti 1 m od seba a pohybujúcich sa vplyvom vonkajšej sily 1 N rýchlosťou 1. pani. Vzhľadom na to, že 1 N/m 2 = 1 Pa, dynamická viskozita sa často vyjadruje v [Pa s] alebo [mPa s]. V systéme CGS (CGS) je rozmer dynamickej viskozity [dyn s/m 2 ]. Táto jednotka sa nazýva poise (1 P = 0,1 Pa s).
Konverzné faktory na výpočet dynamického [ μ ] viskozita.
| Jednotky | Micropoise (mcP) | Centipoise (sp) | Poise ([g/cm s]) | Pa s ([kg/m s]) | kg/(m h) | kg s/m2 |
| Micropoise (mcP) | 1 | 10 -4 | 10 -6 | 10 7 | 3,6·10-4 | 1,02·10-8 |
| Centipoise (sp) | 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/(m h) | 2,78 10 3 | 2,78-10-1 | 2,78-10-3 | 2,78-10-4 | 1 | 2,84-10-3 |
| kg s/m2 | 9,81 10 7 | 9,81 10 3 | 9,81 10 2 | 9,81 10 1 | 3,53 10 4 | 1 |
Kinematická viskozita [ν ] je množstvo rovnajúce sa pomeru dynamickej viskozity kvapaliny [ μ ] na svoju hustotu [ ρ ] pri rovnakej teplote: ν = μ/ρ. Jednotkou kinematickej viskozity je [m 2 /s] - kinematická viskozita takej kvapaliny, ktorej dynamická viskozita je 1 N s / m 2 a hustota je 1 kg / m 3 (N = kg m / s 2 ). V systéme CGS sa kinematická viskozita vyjadruje v [cm 2 /s]. Táto jednotka sa nazýva Stokes (1 Stokes = 10-4 m 2 /s; 1 cSt = 1 mm 2 /s).
Konverzné faktory na výpočet kinematiky [ ν ] viskozita.
| Jednotky | mm 2 /s (cSt) | cm 2 /s (St) | m2/s | m2/h |
| mm 2 /s (cSt) | 1 | 10 -2 | 10 -6 | 3,6·10-3 |
| cm 2 /s (St) | 10 2 | 1 | 10 -4 | 0,36 |
| m2/s | 10 6 | 10 4 | 1 | 3,6 10 3 |
| m2/h | 2,78 10 2 | 2,78 | 2,78 10 4 | 1 |
Často sú charakterizované oleje a ropné produkty podmienená viskozita, čo sa považuje za pomer doby prietoku 200 ml ropného produktu cez kalibrovaný otvor štandardného viskozimetra pri určitej teplote [ t] kým pretečie 200 ml destilovanej vody s teplotou 20°C. Podmienená viskozita pri teplote [ t] je určený Znak VU a vyjadruje sa počtom konvenčných stupňov.
Podmienená viskozita sa meria v stupňoch VU (°VU) (ak sa test vykonáva v štandardnom viskozimetri podľa GOST 6258-85), sekundách Saybolt a sekundách Redwood (ak sa test vykonáva na viskozimetroch Saybolt a Redwood).
Pomocou nomogramu môžete previesť viskozitu z jedného systému na druhý.
V ropných disperzných systémoch za určitých podmienok, na rozdiel od newtonovských kvapalín, je viskozita premenlivou hodnotou v závislosti od gradientu šmykovej rýchlosti. V týchto prípadoch sa oleje a ropné produkty vyznačujú efektívnou alebo štruktúrnou viskozitou:
Pre uhľovodíky viskozita výrazne závisí od ich chemické zloženie: Zvyšuje sa so zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou a teplotou varu. Prítomnosť bočných vetiev v molekulách alkánov a nafténov a zvýšenie počtu cyklov tiež zvyšujú viskozitu. Pre rôzne skupiny uhľovodíkov, viskozita sa zvyšuje v rade alkány - arény - cyklány.
Na stanovenie viskozity sa používajú špeciálne štandardné prístroje - viskozimetre, ktoré sa líšia princípom fungovania.
Kinematická viskozita sa určuje pre relatívne nízkoviskózne ľahké ropné produkty a oleje pomocou kapilárnych viskozimetrov, ktorých pôsobenie je založené na tekutosti kvapaliny cez kapiláru v súlade s GOST 33-2000 a GOST 1929-87 (viskometer typu VPZh, Pinkevich atď.).
V prípade viskóznych ropných produktov sa relatívna viskozita meria vo viskozimetroch ako VU, Engler atď. Kvapalina z týchto viskozimetrov vyteká cez kalibrovaný otvor podľa GOST 6258-85.
Medzi hodnotami podmieneného °VV a kinematickou viskozitou existuje empirický vzťah:
Viskozita najviskóznejších štruktúrovaných ropných produktov sa určuje na rotačnom viskozimetri podľa GOST 1929-87. Metóda je založená na meraní sily potrebnej na otáčanie vnútorného valca vzhľadom na vonkajší pri vypĺňaní priestoru medzi nimi testovacou kvapalinou pri teplote t.
Okrem štandardných metód na stanovenie viskozity sa niekedy vo výskumných prácach používajú aj neštandardné metódy, založené na meraní viskozity časom pádu kalibračnej guľôčky medzi značky alebo časom tlmenia vibrácií pevného telesa pri skúške. kvapalina (Heppler, Gurvich viskozimetre atď.).
Vo všetkých popísaných štandardné metódy viskozita sa určuje pri prísne konštantnej teplote, pretože s jej zmenou sa viskozita výrazne mení.
Závislosť viskozity od teploty
Závislosť viskozity ropných produktov na teplote je veľmi veľká dôležitá charakteristika ako v technológii rafinácie ropy (čerpanie, výmena tepla, kal a pod.), tak aj pri využívaní komerčných ropných produktov (vypúšťanie, čerpanie, filtrovanie, mazanie trecích plôch a pod.).
S klesajúcou teplotou sa zvyšuje ich viskozita. Na obrázku sú znázornené krivky zmien viskozity v závislosti od teploty pre rôzne mazacie oleje.
Spoločná pre všetky vzorky oleja je prítomnosť teplotných oblastí, v ktorých dochádza k prudkému zvýšeniu viskozity.
Existuje mnoho rôznych vzorcov na výpočet viskozity v závislosti od teploty, ale najčastejšie používaný je Waltherov empirický vzorec:
Ak vezmeme logaritmus tohto výrazu dvakrát, dostaneme:
Pomocou tejto rovnice zostavil E. G. Semenido nomogram na vodorovnej osi, na ktorej je na uľahčenie použitia vynesená teplota a na zvislú os viskozita.
Pomocou nomogramu môžete nájsť viskozitu ropného produktu pri akejkoľvek danej teplote, ak je známa jeho viskozita pri dvoch ďalších teplotách. V tomto prípade je hodnota známych viskozít spojená priamkou a pokračuje sa až kým sa nepretne s teplotnou čiarou. Priesečník s ním zodpovedá požadovanej viskozite. Nomogram je vhodný na stanovenie viskozity všetkých druhov tekutých ropných produktov.
Pre ropné mazacie oleje je pri prevádzke veľmi dôležité, aby viskozita čo najmenej závisela od teploty, pretože to zaisťuje dobré mazacie vlastnosti oleja v širokom rozsahu teplôt, t.j. podľa vzorca Walther to znamená, že napr. mazacie oleje, čím je koeficient B nižší, tým je olej kvalitnejší. Táto vlastnosť olejov je tzv index viskozity, ktorá je funkciou chemického zloženia oleja. Pre rôzne uhľovodíky sa viskozita mení odlišne s teplotou. Najstrmšia závislosť (veľká hodnota B) je pre aromatické uhľovodíky a najmenšia pre alkány. Nafténové uhľovodíky sú v tomto ohľade blízke alkánom.
Existovať rôzne metódy stanovenie indexu viskozity (VI).
V Rusku je IV určená dvoma hodnotami kinematickej viskozity pri 50 a 100 ° C (alebo pri 40 a 100 ° C - podľa špeciálnej tabuľky Štátneho výboru pre normy).
Pri certifikácii olejov sa IV počíta podľa GOST 25371-97, ktorý stanovuje túto hodnotu na základe viskozity pri 40 a 100 °C. Podľa tejto metódy, podľa GOST (pre oleje s VI menším ako 100), je index viskozity určený vzorcom:
Pre všetky oleje s ν 100 ν, ν 1 A ν 3) sú určené podľa tabuľky GOST 25371-97 na základe ν 40 A ν 100 tohto oleja. Ak je olej viskóznejší ( ν 100> 70 mm 2 /s), potom sa hodnoty zahrnuté vo vzorci určia pomocou špeciálnych vzorcov uvedených v norme.
Oveľa jednoduchšie je určiť index viskozity pomocou nomogramov.
Ešte pohodlnejší nomogram na nájdenie indexu viskozity vyvinul G. V. Vinogradov. Stanovenie IV sa redukuje na spojenie známych hodnôt viskozity pri dvoch teplotách rovnými čiarami. Priesečník týchto čiar zodpovedá požadovanému indexu viskozity.
Index viskozity je všeobecne akceptovaná hodnota zahrnutá v ropných normách vo všetkých krajinách sveta. Nevýhodou viskozitného indexu je, že charakterizuje správanie oleja len v teplotnom rozsahu od 37,8 do 98,8 °C.
Mnohí výskumníci si všimli, že hustota a viskozita mazacích olejov do určitej miery odráža ich uhľovodíkové zloženie. Bol navrhnutý zodpovedajúci indikátor spájajúci hustotu a viskozitu olejov a nazývaný viskozitno-hmotnostná konštanta (VMC). Viskozita-hmotnostná konštanta sa môže vypočítať pomocou vzorca Yu A. Pinkevicha:
V závislosti od chemického zloženia oleja VMC môže byť od 0,75 do 0,90 a čím vyššie je VMC oleja, tým nižší je jeho index viskozity.
V rozsahu nízkych teplôt mazacie oleje získať štruktúru, ktorá sa vyznačuje medzou klzu, plasticitou, tixotropiou alebo anomáliou viskozity charakteristickou pre disperzné systémy. Výsledky stanovenia viskozity takýchto olejov závisia od ich predbežného mechanického zmiešania, ako aj od prietoku alebo oboch faktorov súčasne. Štruktúrované oleje, podobne ako iné štruktúrované ropné systémy, sa neriadia zákonom Newtonovho prúdenia tekutín, podľa ktorého by zmena viskozity mala závisieť iba od teploty.
Olej s neporušenou štruktúrou má výrazne vyššiu viskozitu ako po jeho zničení. Ak znížite viskozitu takéhoto oleja zničením štruktúry, potom sa v pokojnom stave táto štruktúra obnoví a viskozita sa vráti na pôvodnú hodnotu. Schopnosť systému spontánne obnoviť svoju štruktúru sa nazýva tixotropia. So zvyšovaním rýchlosti prúdenia, presnejšie rýchlostného gradientu (úsek krivky 1) dochádza k deštrukcii štruktúry, a preto viskozita látky klesá a dosahuje určité minimum. Táto minimálna viskozita zostáva na rovnakej úrovni s následným zvýšením rýchlostného gradientu (časť 2), kým sa neobjaví turbulentné prúdenie, po ktorom sa viskozita opäť zvýši (časť 3).
Závislosť viskozity od tlaku
Viskozita kvapalín, vrátane ropných produktov, závisí od vonkajšieho tlaku. Zmena viskozity oleja so zvyšujúcim sa tlakom má veľký praktický význam, pretože v niektorých trecích jednotkách môžu vzniknúť vysoké tlaky.
Závislosť viskozity od tlaku je u niektorých olejov znázornená krivkami, viskozita olejov sa parabolicky mení so zvyšujúcim sa tlakom. Pod tlakom R dá sa to vyjadriť vzorcom:
V ropných olejoch sa so zvyšujúcim tlakom najmenej mení viskozita parafínových uhľovodíkov a o niečo viac sa menia nafténové a aromatické uhľovodíky. Viskozita vysokoviskóznych ropných produktov stúpa so zvyšujúcim sa tlakom viac ako viskozita nízkoviskóznych ropných produktov. Čím vyššia je teplota, tým menej sa mení viskozita so zvyšujúcim sa tlakom.
Pri tlakoch rádovo 500 - 1000 MPa sa viskozita olejov zvyšuje natoľko, že strácajú vlastnosti kvapaliny a menia sa na plastickú hmotu.
Na určenie viskozity ropných produktov pri vysokom tlaku navrhol D.E. Mapston vzorec:
Na základe tejto rovnice vyvinul D.E Mapston nomogram, pomocou ktorého známe hodnoty napr ν 0 A R, sú spojené priamkou a údaj sa získa na tretej stupnici.
Viskozita zmesí
Pri miešaní olejov je často potrebné určiť viskozitu zmesí. Ako ukázali experimenty, aditívnosť vlastností sa prejavuje len v zmesiach dvoch zložiek, ktoré sú si veľmi blízke viskozitou. Keď je veľký rozdiel vo viskozitách miešaných ropných produktov, viskozita je zvyčajne nižšia ako viskozita vypočítaná podľa pravidla miešania. Viskozitu olejovej zmesi možno približne vypočítať nahradením viskozity komponentov ich recipročnými hodnotami - pohyblivosť (tekutosť) ψ cm:
Na určenie viskozity zmesí môžete použiť aj rôzne nomogramy. Väčšina aplikácií našli ASTM nomogram a Molina-Gurvichov viskozigram. ASTM nomogram je založený na Waltherovom vzorci. Molina-Gurevich nomogram bol zostavený na základe experimentálne zistených viskozít zmesi olejov A a B, z ktorých A má viskozitu °ВУ 20 = 1,5 a B má viskozitu °ВУ 20 = 60. Oba oleje boli zmiešané v rôznych pomeroch od 0 do 100 % (obj.) a viskozita zmesí bola stanovená experimentálne. Nomogram ukazuje hodnoty viskozity v el. Jednotky a v mm2/s.
Viskozita plynov a olejových pár
Viskozita uhľovodíkových plynov a olejových pár podlieha iným zákonom ako pre kvapaliny. So zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje viskozita plynov. Tento vzor je uspokojivo opísaný Sutherlandovým vzorcom:
Viskozita kvapalín
Dynamický viskozita, alebo koeficient dynamickej viskozity ƞ (Newtonov), je určený vzorcom:
η = r / (dv/dr),
kde r je sila viskózneho odporu (na jednotku plochy) medzi dvoma susednými vrstvami kvapaliny, nasmerovaná pozdĺž ich povrchu a dv/dr je ich gradient relatívna rýchlosť v smere kolmom na smer pohybu. Rozmer dynamickej viskozity je ML -1 T -1, jej jednotkou v systéme CGS je poise (pz) = 1g/cm*sec=1din*sec/cm2 =100 centipoise (cps)
Kinematická viskozita je určená pomerom dynamickej viskozity ƞ k hustote kvapaliny p. Rozmer kinematickej viskozity je L 2 T -1, jej jednotkou v systéme CGS je stokes (st) = 1 cm 2 /sec = 100 centistokes (cst).
Tekutosť φ je prevrátená hodnota dynamickej viskozity. Tá pre kvapaliny klesá s klesajúcou teplotou približne podľa zákona φ = A + B / T, kde A a B sú charakteristické konštanty a T znamená absolútnu teplotu. Hodnoty A a B pre veľké množstvo kvapalín udával Barrer.
Tabuľka viskozity vody
Údaje Binghama a Jacksona, overené podľa národného štandardu v USA a Veľkej Británii 1. júla 1953, ƞ pri 20 °C = 1,0019 centipoise.
|
Teplota, 0 C |
Teplota, 0 C |
||
Tabuľka viskozity rôznych kvapalín Ƞ, spz
|
Kvapalina |
|||||||||
|
brómbenzén |
|||||||||
|
Kyselina mravčia |
|||||||||
|
Kyselina sírová |
|||||||||
|
Octová kyselina |
|||||||||
|
Ricínový olej |
|||||||||
|
Provensálsky olej |
|||||||||
|
Sirouhlík |
|||||||||
|
Metylalkohol |
|||||||||
|
Etanol |
|||||||||
|
Oxid uhličitý (kvapalný) |
|||||||||
|
Tetrachlorid uhličitý |
|||||||||
|
Chloroform |
|||||||||
|
Etylacetát |
|||||||||
|
Etylformiát |
|||||||||
|
Etyléter |
Relatívna viskozita niektorých vodných roztokov (tabuľka)
Predpokladá sa, že koncentrácia roztokov je normálna, ktorá obsahuje jeden gramekvivalent rozpustenej látky v 1 litri. Viskozita sú uvedené vo vzťahu k viskozite vody pri rovnakej teplote.
|
Látka |
Teplota, °C |
Relatívna viskozita |
Látka |
Teplota, °C |
Relatívna viskozita |
|
Chlorid vápenatý |
|||||
|
Chlorid amónny |
Kyselina sírová |
||||
|
Jodid draselný |
Kyselina chlorovodíková |
||||
|
Chlorid draselný |
Lúh sodný |
Tabuľka viskozity vodných roztokov glycerínu
|
Špecifická hmotnosť 25°/25°С |
Hmotnostné percento glycerínu |
|||
Viskozita kvapalín pri vysokých tlakoch podľa Bridgmana
Tabuľka relatívnej viskozity vody pri vysoké tlaky
|
Tlak kgf/cm 3 |
||||
Tabuľka relatívnej viskozity rôzne tekutiny pri vysokých tlakoch
Ƞ=1 pri 30 °C a tlaku 1 kgf/cm2
|
Kvapalina |
Teplota, °C |
Tlak kgf/cm2 |
|||
|
Sirouhlík |
|||||
|
Metylalkohol |
|||||
|
Etanol |
|||||
|
Etyléter |
|||||
Viskozita pevných látok (VS)
Tabuľka viskozity plynov a pár
Dynamický viskozita plynu zvyčajne vyjadrené v mikropoise (mpoise). Podľa kinetickej teórie by viskozita plynov mala byť nezávislá od tlaku a mala by sa meniť úmerne druhej odmocnine absolútnej teploty. Prvý záver sa ukazuje ako všeobecne správny, s výnimkou veľmi nízkych a veľmi vysokých tlakov; druhý záver si vyžaduje určité opravy. Na zmenu ƞ v závislosti od absolútnej teploty T sa najčastejšie používa vzorec:
|
Plyn alebo para |
Sutherlandova konštanta, C |
||||||||
|
Oxid dusný |
|||||||||
|
Kyslík |
|||||||||
|
Vodná para |
|||||||||
|
Oxid siričitý |
|||||||||
|
Etanol |
|||||||||
|
Oxid uhličitý |
|||||||||
|
Oxid uhoľnatý |
|||||||||
|
Chloroform |
|||||||||
Tabuľka viskozity niektorých plynov pri vysokých tlakoch (μpz)
|
Teplota, 0 C |
Tlak v atmosfére |
|||||
|
Oxid uhličitý |
||||||
