Մածուցիկության. Գործակից դինամիկ մածուցիկության: Որ ֆիզիկական իմաստը գործակցի մածուցիկության

Մածուցիկության - առանցքային պարամետր է աշխատանքային հեղուկ կամ գազ. Ֆիզիկական առումով, մածուցիկության կարող է սահմանվել որպես ներքին շփման, պատճառած շարժման մասնիկների կազմող զանգվածը հեղուկ (գազային) միջին, կամ, ավելի պարզ, շարժման դիմադրության:

Թե ինչ է մածուցիկության

Մի պարզ փորձառական փորձը մածուցիկության ինքնորոշման: հարթ թեք մակերեւույթը միաժամանակ լցվել է հավասար քանակությամբ ջուր եւ նավթի. Ջուրը հոսում է արագ նավթ: Դա ավելի հեղուկ: Շարժվում արագ դատարկել այն նավթը կանխում է ավելի բարձր շփում միջեւ իր մոլեկուլների (ներքին դիմադրության - մածուցիկության). Այսպիսով, հեղուկ մածուցիկության հակադարձ համեմատական է նրա fluidity.

մածուցիկության ինդեքս, որ բանաձեւը

Մի պարզեցված ձեւով գործընթացում մածուցիկ հեղուկ է գազատարի կարելի է համարել, քանի որ հարթ զուգահեռ շերտերը A եւ B, նույն մակերեսով S, որոնց միջեւ հեռավորությունը կազմում է չափը ժ.

Այս երկու շերտերը (A եւ B) շարժվել են տարբեր արագություններով (V եւ V + ΔV): A շերտ ունեցող ամենաբարձր արագությունը (V + ΔV), ներառում է շարժում է շերտի B, շարժվում է դանդաղ արագությամբ (V): Միեւնույն ժամանակ Բ շերտը ձգտում է դանդաղեցնել տեմպը շերտի Ա ֆիզիկական իմաստը մածուցիկության գործակցի այն է, որ շփման մոլեկուլների կազմող հոսքի դիմադրության շերտերի ձեւավորում է ուժ, որը Իսահակ nyuton նկարագրված է հետեւյալ բանաձեւով `

F = μ × S × (ΔV / ժ)

Մականուն:

• ΔV - տարբերությունն է արագությամբ շարժման Հեղուկի հոսքի շերտերի.
• H - միջեւ հեռավորությունը հեղուկ հոսքի շերտերի.
• S - մակերեսը Հեղուկի հոսքի շերտի.
• μ (mu) - գործոն, կախված հատկությունների մի հեղուկ է, որը կոչվում է բացարձակ դինամիկ մածուցիկության.

Ի SI միավորները բանաձեւը հետեւյալն է.

μ = (F × ժ) / (S × ΔV) = [Pa × ի] (× Պասկալ վայրկյանում)

Որտեղ F - ուժը ծանրության (կշռի) միավոր է հիդրավլիկ հեղուկ ծավալով:

արժեքը մածուցիկության

Շատ դեպքերում, այդ գործակիցը դինամիկ մածուցիկության չափվում է centipoises (CP) համապատասխան համակարգի հետ CGS (սանտիմետր, գրամ, երկրորդ). Գործնականում, մածուցիկության է հեղուկ զանգվածային հարաբերակցության կապված է իր ծավալով, այսինքն, հեղուկ խտության:

ρ = մ / V

Մականուն:

• ρ խտության հեղուկ.
• մ - զանգված հեղուկ;
• V - ծավալը հեղուկ.

Հարաբերակցությունը դինամիկ մածուցիկության (μ) եւ խտության (ρ), որը կոչվում է կինեմատիկ մածուցիկության ν (ν - Հունական - ԱՄ):

ν = μ / ρ = [մ ² / s]

Ի դեպ, մեթոդներ որոշելու մածուցիկության գործակիցը տարբեր են: Օրինակ, որ կինեմատիկ մածուցիկության դեռ չափվում է համաձայն GHS համակարգի centistokes (ՀԱՊ) եւ մի submultiple քանակությամբ Stokes (St):

• 1-ին class = 10 ^-4 մ ² / վ = 1 սմ ² / վ;
• 1sSt = 10 ^-6 մ ² / վ = 1 մմ ² / վ:

Մածուցիկության որոշում ջրի

Մածուցիկության գործակիցը ջրի որոշվում է չափման Հեղուկի հոսքի ժամանակ միջոցով calibrated մազանոթ խողովակի. Այս սարքը calibrated օգտագործելով հայտնի ստանդարտ հեղուկ մածուցիկության. Որոշելու, թե kinematic մածուցիկության, չափված մմ ² / վ, իսկ հեղուկ հոսքը անգամ, չափվում է վայրկյաններով, բազմապատկվում է մշտական արժեքով:

Որպես համեմատություն միավորը օգտագործվում մածուցիկության թորած ջուր, որի արժեքը գրեթե անընդհատ, նույնիսկ, երբ ջերմաստիճանը փոփոխությունները: Մածուցիկության մի հարաբերակցությունը այն ժամանակ վայրկյաններով, որը անհրաժեշտ է ֆիքսված ծավալը թորած ջուր լրանալը մի calibrated փոս, որպեսզի նույն արժեքի համար փորձարկման հեղուկ.

viscometers

Մածուցիկության չափվում է աստիճանով Engler (° E) ՍԵՅԲՈԼՏ Ունիվերսալ Seconds ( «SUS) կամ Redwood աստիճանով (° RJ), կախված տեսակից rheometer երեք տեսակի viscometers տարբերվում են միայն այն չափով, հոսող հեղուկ միջին:

Viscometer չափման մածուցիկության Եվրոպայի միավոր Engler աստիճանով (° E), հաշվարկվում է ըստ 200 սմ ³ հոսող հեղուկ միջին: Viscometer չափման մածուցիկության է ՍԵՅԲՈԼՏ Ունիվերսալ վայրկյան ( «Sus կամ« SSU), որն օգտագործվում է Միացյալ Նահանգների, որը պարունակում է 60 սմ ³ փորձարկման հեղուկ. Անգլիայում, որտեղ, որոնք օգտագործվել REDWOOD աստիճաններ (° RJ), իրականացնում է viscometer չափման մածուցիկության 50 սմ ³ հեղուկ. Օրինակ, եթե 200 սմ ^3-ից նավթի հոսում տասը անգամ դանդաղ, քան նույն քանակությամբ ջուր, մածուցիկության է 10 ° Engler E.

Քանի որ ջերմաստիճանը առանցքային գործոն է փոխելու մածուցիկության հարաբերակցությունը, ապա չափումները, որոնք սովորաբար իրականացվում սկզբնապես մշտական ջերմաստիճանի 20 ° C, իսկ այնուհետեւ իր բարձրագույն արժեքների: Արդյունքն ակնառու է, այսպիսով, արտահայտվում է, ավելացնելով համապատասխան ջերմաստիճանը, օրինակ 10 ° E / 50 ° C կամ 2.8 ° E / 90 ° C. հեղուկ մածուցիկության ժամը 20 ° C բարձր է, քան դրա մածուցիկության բարձր ջերմաստիճանի. Հիդրավլիկ յուղերը մածուցիկության է հետեւյալ համապատասխան ջերմաստիճանի:

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

թարգմանություն արժեքները

Ինքնորոշման մածուցիկության տեղի է ունենում տարբեր համակարգերում (ամերիկյան, բրիտանական, GHS) եւ, հետեւաբար, հաճախ պահանջվում է թարգմանել տվյալների մեկ չափման համակարգից մյուսին: Փոխարկել արժեքները մածուցիկության հեղուկ արտահայտված աստիճանով Engler է centistokes (մմ ² / վրկ), օգտագործելով հետեւյալ էմպիրիկ բանաձեւով:

ν (ՀԱՊ) = 7,6 × ° E × (1-1 / ° E3)

Օրինակ `

• 2 ° E = 7,6 × 2 × (1-1 / 23) = 15,2 × (0,875) = 13.3 CST.
• 9 ° E = 7,6 × 9 × (1-1 / 93) = 68,4 × (0,9986) = 68,3 ՀԱՊ:

Որպեսզի արագ որոշելու ստանդարտ մածուցիկության հիդրավլիկ բանաձեւով կարող է պարզեցվել նավթ է հետեւյալ կերպ.

ν (ՀԱՊ) = 7,6 × ° E (մմ ² / վ)

Ունենալով ν kinematic մածուցիկության մմ ² / վ կամ CST, այն կարող է փոխակերպվել դինամիկ մածուցիկության գործակցով μ, օգտագործելով հետեւյալ հարաբերությունը:

μ = ν × ρ

Օրինակ. Ամփոփելով բազմազան բանաձեւերը թարգմանչական Engler աստիճանով (° E) centistokes (ՀԱՊ) եւ centipoises (CPS), ենթադրում է, որ հիդրավլիկ յուղ խտություն ρ = 910 կգ / մ ^3, ունի kinematic մածուցիկության 12 ° E, ի ստորաբաժանումների centistokes:

ν = 7,6 × 12 × (1-1 / 123) = 91,2 × (0,99) = 90,3 մմ ² / վ:

Քանի որ 1sSt = 10 ^-6 մ ² / վ եւ 1br = N × 10 ^-3 S / M ^2, ապա դինամիկ մածուցիկության կլինի հավասար է:

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

Կպչունություն գործակիցը գազի

Այն որոշվում է կազմի (քիմիական, մեխանիկական) գազի ջերմաստիճանի եւ ճնշման է գազի դինամիկ հաշվարկների հետ կապված գազի շարժմանը. Գործնականում, կպչունություն գազի հաշվի է առնվում, որ նախագծման զարգացման գազի ոլորտների, որտեղ հաշվարկը իրականացվում գործակիցը փոփոխություններ կախված գազի բաղադրության փոփոխությունների (հատկապես կարեւոր է գազային կոնդենսատ ավանդների), ջերմաստիճանի եւ ճնշման.

Մենք հաշվարկել գործակիցը մածուցիկության օդում: Այն գործընթացները կլինի նման են նկարագրված է վերը երկու ջրային հոսքերի. Ենթադրել, զուգահեռ շարժվող երկու գազային հոսքերից U1 եւ U2, բայց տարբեր դրույքաչափերով. Միջեւ շերտերի կոնվենցիայով տեղի կունենա (փոխներթափանցման) մոլեկուլները: Որպես հետեւանք, իներցիա ավելի արագ շարժվող օդի հոսքը կնվազի եւ ի սկզբանե շարժվում դանդաղ, արագացված.

Գործակից մածուցիկության օդում, ըստ է Նյուտոնի օրենքից, արտահայտվել է հետեւյալ բանաձեւով `

F = -H × (du / dz) × S

Մականուն:

• DU / dz է արագություն գրադիենտ.
• S - տարածքը ազդեցության ուժի.
• Գործոն ժ - ի դինամիկ մածուցիկության:

մածուցիկության ինդեքս

Մածուցիկության գործակիցը (VI) - պարամետր համադրելով փոփոխություն մածուցիկության եւ ջերմաստիճանի. Հարաբերակցությունը վիճակագրական կախվածությունը հարաբերությունները, այս դեպքում երկու արժեքները, որի վրա ջերմաստիճանի փոփոխություն, որը ուղեկցվում է համակարգված տատանումների մածուցիկության. Որքան բարձր է մածուցիկության ինդեքս, այնքան քիչ է տարբերությունը երկու արժեքներից, այսինքն մածուցիկության աշխատանքային հեղուկ է ավելի կայուն է ջերմաստիճանի.

Եւ մածուցիկության յուղեր

Ժամը հիմքերից ժամանակակից նավթի մածուցիկության ցուցանիշից պակաս, քան 95-100 միավորների: Այնպես որ, հիդրավլիկ մեքենաների եւ սարքավորումների կարող է օգտագործվել բավականաչափ կայուն հեղուկների, որոնք սահմանափակում են լայն տատանումների մածուցիկության պայմաններում կրիտիկական ջերմաստիճանը.

«Բարենպաստ» գործակիցը մածուցիկության կարող է պահպանվի `ներդնելով հատուկ Հավելանյութեր (պոլիմերներ) ստացված թորում նավթ: Նրանք բարձրացնել Մածուցիկության նավթը սահմանափակելով փոփոխություններ բնութագրերի թույլատրելի միջակայքում: Գործնականում ներդրումը անհրաժեշտ քանակի հավելումների ցածր մածուցիկության ցուցանիշը բազան նավթը կարող է բարձրացվել է 100-105 միավորների: Սակայն, դրանով իսկ ձեռք բերված խառնուրդ էր վատացնում է իր հատկությունները ներքո բարձր ճնշման եւ ջերմային ծանրաբեռնվածության, դրանով իսկ նվազեցնելով արդյունավետությունը հավելման:

Ի իշխանության սխեմաներ պետք է օգտագործվի հզոր Հիդրավլիկ fluids հետ մածուցիկության ցուցանիշից 100 միավոր: Հեղուկների պարունակող հավելումների, որոնք բարձրացնում են կպչունություն ցուցանիշը, օգտագործվում են հիդրավլիկ կառավարման սխեմաների եւ այլ համակարգերի գործող միջակայքում ցածր / միջին ճնշման, մի սահմանափակ ջերմաստիճանում փոփոխությունների փոքր արտահոսքի եւ batchwise. Քանի որ ճնշման բարձրացում եւ մածուցիկության ավելանում է, սակայն գործընթացը տեղի է ունենում ճնշումների վերը 30.0 ՄՊա (300 բար): Գործնականում, այս գործոնը հաճախ անտեսվում են:

Չափման եւ ինդեքսավորման

Համաձայն, միջազգային ԻՍՕ ստանդարտներին, մածուցիկության ջրի (եւ այլ հեղուկների), որը արտահայտվում է centistokes: CST (մմ ² / վ): Չափումների մածուցիկության պրոցեսի յուղերի պետք է իրականացվի ջերմաստիճանի միջեւ 0 ° C, 40 ° C եւ 100 ° C. Ցանկացած դեպքում, ի ծածկագրի mark նավթի մածուցիկության պետք է գրվի թվական 40 ° C. Away կպչունությունը տրվում է 50 ° C- ի Նշանները, առավել հաճախ օգտագործվում են ինժեներական հիդրավլիկայի, տատանվում ISO VG 22 ԻՍՕ Վ.Գ. 68:

Հիդրավլիկ յուղ Վ.Գ. 22, Վ.Գ. 32, Վ.Գ. 46, Վ.Գ. 68, Վ.Գ. 100 է ջերմաստիճանի 40 ° C պետք viscosities համապատասխան իրենց մակնշմանը: 22, 32, 46, 68 եւ 100 ՀԱՊ: The օպտիմալ կինեմատիկ մածուցիկության աշխատանքային հեղուկ Հիդրավլիկ համակարգերում կայանում է 16-ից 36 ՀԱՊ:

Ամերիկյան միության Automotive ինժեներների (Հասարակություն Automotive Engineers - SAE) ներդրել միջակայքերը viscosities հատուկ ջերմաստիճաններում եւ համապատասխան կոդերը հանձնարարված նրանց. Թիվն հաջորդող նամակով W, - բացարձակ դինամիկ մածուցիկության գործակիցը μ 0 ° F (-17,7 ° C), իսկ ν իսկ կինեմատիկ մածուցիկության որոշվում է 212 ° F (100 ° C): Այս indexing առնելով multigrade յուղեր, որոնք օգտագործվում են ավտոմոբիլային արդյունաբերության (փոխանցման, շարժիչի եւ այլն: D.).

The ազդեցությունը մածուցիկության վրա հիդրավլիկ աշխատանքի

Մածուցիկության որոշում հեղուկ է ոչ միայն գիտական եւ կրթական հետաքրքրությունը, այլեւ իրականացնում է կարեւոր գործնական նշանակություն: The հիդրավլիկ հեղուկներ ոչ միայն փոխանցել էներգիան է մղել հիդրավլիկ ավտոմեքենան, այլեւ յուղել բոլոր բաղկացուցիչ մասերը, որը վերցվել է ջերմության գեներացվել շփում զույգերով: Չի համապատասխանում աշխատանքի աշխատանքային հեղուկի մածուցիկության կարող է լրջորեն խանգարել արդյունավետությունը Հիդրավլիկայի:

Բարձր մածուցիկության աշխատանքային հեղուկի (նավթի շատ բարձր խտության) հանգեցնում է հետեւյալ բացասական հետեւանքների:

• The ավելացել հոսքը դիմադրության հիդրավլիկ հեղուկ առաջացնում է ավելորդ ճնշման անկում է հիդրավլիկ համակարգի.
• Դանդաղեցումը վերահսկողություն արագությամբ եւ մեխանիկական շարժման actuators.
• Զարգացումը պոմպեր cavitation:
• Զրոյական կամ շատ ցածր օդի ազատվելու հիդրավլիկ նավթային տանկի.
• Նկատելի կորուստ էներգիայի (նվազեցնող արդյունավետության) Հիդրավլիկայի պատճառով բարձր արժեքի էներգիայի հաղթահարելու ներքին շփում է հեղուկ:
• Ավելացել մեծ ոլորող մոմենտ ստեղծելու վարչապետի շարժիչ ուժ մեքենայի պատճառված ավելացնելով այդ բեռը վրա պոմպ.
• Որ ջերմաստիճանի բարձրացումը է հիդրավլիկ հեղուկ առաջացած ավելացել շփման.

Այսպիսով, ֆիզիկական իմաստը գործակցի մածուցիկության է իր ազդեցիկությամբ (դրական կամ բացասական) վրա բաղադրիչների եւ մեխանիզմների մեքենաներ, մեքենաներ եւ սարքավորումներ.

Կորուստ հիդրավլիկ իշխանության

The ցածր մածուցիկության աշխատանքային հեղուկի (ցածր խտության նավթ) առաջացնում է հետեւյալ բացասական հետեւանքները:

• Falling ծավալային արդյունավետությունը պոմպերի հետեւանքով աճող ներքին արտահոսքի.
• Աճը ներքին արտահոսքի Հիդրավլիկ բաղադրիչների ողջ հիդրավլիկ համակարգի Պոմպերի, փականների, փական, հիդրավլիկ շարժիչներ:
• Աճել հագնում մղման ագրեգատների եւ պոմպեր jamming անբավարարության պատճառով հիդրավլիկ հեղուկ մածուցիկության համար անհրաժեշտ քսում rubbing մասերի:

compressibility

Ցանկացած հեղուկ ճնշման տակ է սեղմվել: Ինչ վերաբերում է յուղեր, սառեցնող եւ քսանյութերի օգտագործվող մեխանիկական ինժեներական Հիդրավլիկայի, էմպիրիկ այն գտել է, որ սեղմում գործընթացը հակադարձ համեմատական է Հեղուկի զանգվածի իր ծավալով: Գումարը սեղմման անդամ է հանքային յուղերի են զգալիորեն ցածր ջրի եւ շատ ավելի ցածր է սինթետիկ հեղուկների.

Պարզ ցածր ճնշման հիդրավլիկ հեղուկ սեղմունակությունը չնչին ուժի նվազեցնելու նախնական ծավալը: Բայց հզոր մեքենաներ բարձր ճնշման հիդրավլիկ անիվանի բալոններ եւ խոշոր, այդ գործընթացը դրսեւորվում տեսանելիորեն: Է հիդրավլիկ հանքային յուղի մի ճնշման 10.0 ՄՊա (100 բար), ծավալը նվազում է 0.7%: Այս դեպքում, փոփոխությունը սեղմման ծավալով մի փոքր չափով ազդել է kinematic մածուցիկության եւ տեսակի նավթի.

եզրափակում

Վճռականությունը մածուցիկության թույլ է տալիս կանխատեսել շահագործումը սարքավորումների եւ տեխնիկայի տարբեր պայմաններում, հաշվի առնելով փոփոխությունների Հեղուկի կամ գազի կազմի, ճնշման, ջերմաստիճանի. Բացի այդ, վերահսկողությունը ցուցանիշների համապատասխան Նավթի եւ գազի արդյունաբերության, կոմունալ ծառայությունների եւ այլ ոլորտներում: