Camgora.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Физические свойства жидкости

Физические свойства жидкости

Термины, определения и параметры

Жидкость — физическое тело, которое обладает свойством текучести, т. е. не имеющее способности самостоятельно сохранять свою форму.Текучесть жидкости обусловлена подвижностью молекул, составляющих жидкость.

Жидкостью называется агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Жидкость характеризуется следующими свойствами: 1) сохраняет объем; 2) образует поверхность; 3) обладает прочностью на разрыв; 4) принимает форму сосуда; 5) обладает текучестью. Свойства жидкости с 1) по 3) подобны свойствам твёрдых тел, а свойство 4) — свойству жидкости.

Жидкости, законы движения и равновесия которых изучаются в гидравлике (механике жидкости и жидкости), делятся на два класса: сжимаемые жидкости или газы, почти несжимаемые — капельные жидкости.

В гидравлике рассматриваются как идеальные, так и реальные жидкости.

Идеальная жидкость — жидкость, между частицами которой отсутствуют силы внутреннего трения. Вследствие этого такая жидкость не сопротивляется касательным силам сдвига и силам растяжения. Идеальная жидкость совершенно не сжимается, она оказывает бесконечно большое сопротивление силам сжатия. Такой жидкости в природе не существует — это научная абстракция, необходимая для упрощения анализа общих законов механики применительно к жидким телам.

Реальная жидкость — жидкость, которая не обладает в совершенстве свойствами идеальной жидкости, она в некоторой степени сопротивляется касательным и растягивающим усилиям, а также отчасти сжимается. Для решения многих задач гидравлики этим отличием в свойствах идеальной и реальной жидкостей можно пренебречь. В связи с этим физические законы, выведенные для идеальной жидкости, могут быть применены к жидкостям реальным с соответствующими поправками.

Ниже кратко представлены общие сведения, касающиеся физических свойств жидкостей. Ссылки на страницы с конкретными физическими свойствами разных жидкостей находятся в здесь. Эти разделы будут постепенно пополняться новой информацией, которая, возможно, окажется полезной инженерам и конструкторам при выполнении расчётов.

Плотность жидкости

Килограмм на кубический метр [кг/м 3 ] равен плотности однородного газообразного вещества, масса которого при объёме 1 м 3 равна 1 кг.

dm — масса элемента жидкости, объёмом dV;

dV — объём элемента жидкости.

Динамическая вязкость жидкости

F — сила внутреннего трения жидкости.

ΔS — площадь поверхности слоя жидкости, на которую рассчитывается сила внутреннего трения.

— величина, обратная градиенту скорости жидкости.

Паскаль-секунда [Па • с] равна динамической вязкости жидкости, касательное напряжение в которой при ламинарном течении на расстоянии 1 м по нормали к направлению скорости, равно 1 Па.

Поверхностное натяжение жидкости

dF — сила, действующая на участо контура свободной поверхности нормально к контуру и по касательной к поверхности к длине dl этого участка.

dl — длина участка поверхности жидкости.

Ньютон на метр [Н/м] равен поверхностному натяжению жидкости, создаваемому силой 1 Н, действующей на участок контура свободной поверхности длиной 1 м нормально к контуру и по касательной к поверхности.

Кинематическая вязкость жидкости

μ — динамическая вязкость жидкости;

ρ — плотность жидкости;

Квадратный метр на секунду [м 2 /с] равен кинематической вязкости жидкости с динамической вязкостью 1 Па с и плотностью 1 кг/м 3 .

Коэффициент теплопроводности жидкости

S — площадь поверхности;

Q — количество теплоты [Дж], перенесённое за время t через поверхность площадью S.

— величина, обратная градиенту температуры жидкости.

Ватт на метр-Кельвин [Вт/(м • К)] равен коэффициенту теплопроводности жидкости, в котором при стационарном режиме с поверхностной плотностью теплового потока 1 Вт/м 2 устанавливается температурный градиент 1 К/м.

Теплоемкость жидкости

dQ — количество теплоты, необходимое для нагревания жидкости;

dT — разность температуры.

Джоуль на Кельвин [Дж/К] равен теплоемкости жидкости, температура которого повышается на 1 К при подведении к нему количества теплоты 1 Дж.

Удельная массовая теплоемкость жидкости при постоянном давлении

Джоуль на килограмм-Кельвин [Дж/(кг • К)] равен удельной теплоемкости жидкости, имеющего при массе 1 кг теплоемкость 1 Дж/К.

Температуропроводность жидкости

λ — теплопроводность жидкости;

Cp — удельная массовая теплоемкость жидкости.

ρ — плотность жидкости.

Квадратный метр на секунду [м 2 /с] равен температуропроводности жидкости с коэффициентом теплопроводности 1 Вт/(м • К), удельной теплоемкостью при постоянном давлении 1 [Дж/(кг • К) и плотностью 1 кг/м 3 .

Какими параметрами и как определяется вязкость жидкости

  • Дозировочные насосы НД и НДР
  • Бесклапанные насосы
  • Герметичные насосы М8
  • Мембранные насосы
  • Мембранные насосы низкого давления
  • Мембранный насос с электромагнитным приводом
  • Агрегаты дозировочные блочные
  • Агрегат микродозирования
  • Трехплунжерные насосы
  • Перистальтические насосы
  • Блочное оборудование
  • Предохранительная и защитная арматура
  • Устройства управления
  • Герметичный плунжерный насос М8Л

Физические величины. Вязкость жидкости

Вязкость – свойство жидкости, которое определяет сопротивление жидкости к внешнему воздействию. Вязкость можно представить как внутреннее трение между отдельными слоями жидкости при их смещении относительно друг друга.

Существуют два основных параметра для определения вязкости жидкости: динамическая (или абсолютная) вязкость и кинематическая вязкость. Динамическая вязкость представляется как отношение единицы силы, необходимой для смещения слоя жидкости на единицу расстояния, к единице площади слоя.

Определяющее уравнение для динамической вязкости

В международной системе единиц СИ при выражении единицы давления сдвига F/S в паскалях, градиента скорости grad υ (изменение скорости жидкости, отнесённого к расстоянию между слоями) в секундах в минус первой степени динамическая вязкость µ выразится в паскалях-секундах (П·с). В метрической системе единица вязкости представляется в грамм/сантиметр в секунду, называемой пуаз. Принятое обозначение пуаз – П

1 П·с = 10 пуаз.

Единицы измерения динамической вязкости паскаль-секунда и пуаз значительны по своему размеру и применяют дольные единицы – миллипаскаль-секунда мПа и сантипуаз сП

1 мПа·с = 1 сП.

Переводные множители для расчёта динамической вязкости приведены в таблице.

Величина обратная динамической вязкости жидкости определяется как текучесть жидкости и в международной системе единиц (СИ) выражается Па -1 ·С -1 .

Формула для определения кинематической вязкости при заданной динамической вязкости выглядит так:

Единица измерения кинематической вязкости в системе СИ – квадратный метр на секунду, в метрической системе – квадратный сантиметр на секунду называемый стокс. Принятое обозначение стокса – Ст.

1 м 2 /с = 10 4 Ст

Единица измерения кинематической вязкости квадратный метр на секунду и стокс значительна по своему размеру и для практических применений используют дольные единицы – квадратный миллиметр на секунду и сантистокс сСт

1 мм 2 /с = 1 сСт.

Переводные множители для расчёта кинематической вязкости приведены в таблице:

При необходимости пересчёта параметров вязкости можно воспользоваться соотношением соблюдая размерности физических величин, например:

Нефть, Газ и Энергетика

Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам

Методика определения кинематической и динамической вязкости

Методика предназначена для определения кинематической вязкости стеклянным вискозиметром нефтепродуктов, жидких при температуре испытания, у которых напряжение сдвига пропорционально скорости деформации (ньютоновских жидкостей) и расчета динамической по ГОСТ 33-82. Сущность метода заключается в измерении времени истечения определенного объема испытуемой жидкости под влиянием силы тяжести.

Аппаратура, реактивы и материалы

Вискозиметр типа Пинкевича ВПЖТ-2; штативы для закрепления вискозиметра; термостат; термометр ртутный стеклянный лабораторный с ценой наименьшего деления шкалы 0,05°С; секундомер по ГОСТ 5072-72; шкаф сушильный, обеспечивающий нагрев до 100-200°С; бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-66.

Растворители и реактивы: бензин-растворитель для резиновой промышленности по ГОСТ 443-76; эфир петролейный по ГОСТ 11992-66; ацетон по ГОСТ 2603-79; спирт этиловый ректификационный технический высшей очистки по ГОСТ 18300-72; смесь хромовая; вода дистиллированная; сульфат натрия безводный.

Подготовка к испытанию

Перед проведением испытания вискозиметр тщательно промывают соответствующим растворителем, затем горячей водой и заливают не менее, чем на 6 часов хромовой смесью. После этого вискозиметр промывают дистиллированной водой и сушат в сушильном шкафу при температуре 100-200 °С.

В термостате устанавливают температуру, необходимую для измерения вязкости испытуемого нефтепродукта (н./п.). При наличии в н./п. воды его сушат безводным сульфатом натрия и фильтруют через бумажный фильтр.

Проведение испытания

Для измерения времени истечения н./п. на колено (2) (рис. 2.2) устанавливают воронку и заполняют нефтью нижнюю часть вискозиметра на 1/3 — 1/2 объема. Вискозиметр устанавливают в термостат так, чтобы расширение (4) было ниже уровня жидкости в термостате. Правильность установки вискозиметра проверяют отвесом в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях. После выдержки в термостате не менее 15 минут для установления температурного равновесия, жидкость при помощи надетой на колено резиновой трубки и груши засасывают в колено (1) примерно на 1/3 высоты расширения (4). Снимают с колена (1) резиновую трубку и секундомером определяют время перемещения мениска жидкости от метки М1 до метки М2 при свободном истечении н./п. с точностью до 0,2 с. Результаты трех последовательных измерений не должны отличаться более, чем на 0,02 %.

После проведения испытания нефтепродукт из вискозиметра сливают и последний моют растворителем.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Кинематическую вязкость исследуемого н./п. ( v ) в мм 2 /с вычисляют по формуле:

где: С — постоянная вискозиметра, мм 2 /с 2 ;

t — среднее арифметическое время истечения н./п. в вискозиметре, с.

Динамическую вязкость исследуемого нефтепродукта (μ) в мПа·с вычисляют по формуле:

где v — кинематическая вязкость, мм 2 /с;

р — плотность при той же температуре, при которой определялась вязкость, г/см 3 .

Расхождение результатов последовательных определений, выполненных одним и тем же лаборантом, работающим на одном и том же вискозиметре, в идентичных условиях и на одном и том же продукте, не должно превышать 0,35 % от среднего арифметического значения.

Результаты определения кинематической и динамической вязкости округляют до сотых долей.

Вязкость нефти и нефтепродуктов — почему она так важна?

Замечено, что с изменением некоторых свойств топлива, в частности — вязкости, падает и его эффективность, а значит — увеличивается нагрузка на ДСВ, ухудшается смазываемость топливного насоса и повышается износ систем двигателя из-за неравномерного горения. Поэтому хранение и транспортировка нефтепродуктов должны производиться с соблюдением правил и стандартов. Чтобы отслеживать изменения вязкости и прочих свойств, а также определять изначальные характеристики материалов, были созданы различные методы анализа продуктов нефтепереработки.

Методы определения вязкости нефтепродуктов и основные показатели качества

  • Динамическая вязкость определяет внутреннее трение или, другими словами, свойство жидкости сопротивляться перемещению ее собственных частиц под воздействием внешних сил. Показатель раскрывает несущую способность и прокачиваемость исследуемого материала. Измерение вязкости нефти производится в вискозиметрах, а результат записывается в Пас или в пуазах (П).
  • Кинематическая вязкость нефтепродуктов обозначает зависимость динамической вязкости жидкости от ее плотности и указывается в сантистоксах (сСт). Смазочные масла всегда анализируют по этому показателю. С помощью капиллярных вискозиметров, которые пропускают небольшое количество вещества в отверстие за определенное время при заданной температуре.
  • Индекс вязкости передает степень изменения текучести масла при переменах температуры. Чем выше этот показатель, тем меньше вязкость зависит от тепла. Определение вязкости нефтепродуктов может закончиться процедурой по улучшению их качества. Чтобы повысить индекс, обычно проводится глубокая гидроочистка, применяются специальные присадки или полимерные масла.
  • Под плотностью понимают массу нефтепродуктов в единице объема. Измерение плотности нефти проводят ареометром, пикнометром и весами.
  • Температура вспышки – это минимальная температура воспламенения паров нефтепродукта в заданных условиях. Исследования проводятся в открытом тигле, если предмет анализа – смазочные масла. При работе со светлыми нефтями эксперимент проходит в закрытом тигле. Если этот показатель не выше 61 °С, то вещество можно назвать легковоспламеняющимся.
  • Температура воспламенения – температура, при которой продукт загорается при поднесении огня и горит около 5 секунд. Температура самовоспламенения описывает условия, при которых вещество загорается самостоятельно.
  • Температура застывания – показатель, достигнув которого жидкость теряет подвижность.
  • Температура фильтруемости описывает конец пропуска нефтепродукта через фильтр.
  • Температура помутнения определяет условия, при которых нефтепродукт выделяет парафин.
Читать еще:  Развал схождение передней оси

Вязкость нефтепродуктов: аппараты для исследований от «БМЦлаб»

Для анализа качество топлива в каждой лаборатории должны находиться только точные и надежные приборы! В нашем каталоге вы найдете такие технические средства, как устройство «ПОС-А», устройство «ПОС-В», измеритель «ИТФ» и другие. Вся продукция имеет сертификаты, так что в работоспособности наших приборов можно не сомневаться. Звоните!

Вязкость нефти

Вязкость — важнейшее технологическое свойство нефти. Классификация

Величина вязкости учитывается при оценке скорости фильтрации в пласте, при выборе типа вытесняющего агента, при расчете мощности насоса добычи нефти и др.

Параметр вязкость наиболее тесно отражает взаимодействие углеводородов и гетероатомных соединений и коррелирует со степенью их проявления.

Вязкость (абсолютная, динамическая) характеризует силу трения (внутреннего сопротивления), возникающую между 2 смежными слоями внутри жидкости или газа на единицу поверхности при их взаимном перемещении (рис 1).

Динамическая вязкость определяется по уравнению Ньютона:

где А — площадь перемещающихся слоев жидкости или газа ;

F — сила, требующаяся для поддержания разницы скоростей движения между слоями на величину dv;

dy — расстояние между движущимися слоями жидкости (газа);

dv — разность скоростей движущихся слоев жидкости (газа).

μ — коэффициент пропорциональности, абсолютная, динамическая вязкость.

Рис 1. Движение 2 х слоев жидкости относительно друг друга

Размерность динамической вязкости определяется из уравнения Ньютона:

система СИ — (Па*с, мПа*с), паскаль /сек;

система СГС — (пуаз (пз), сантипуз (спз)) = (г/ (см*сек)).

С вязкостью связан параметр — текучесть (j) — величина обратная вязкости:

Кроме динамической вязкости для расчетов используют также параметр Кинематическая вязкость — свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой с учетом силы тяжести.

Единицы измерения кинематической вязкости:

система СИ — (м 2 /сек, мм 2 /се);

система СГС — (стокс (ст), сантистокс (сст)); сст =1·10-4 м 2 /сек.

Вязкость сепарированной нефти с возрастанием температуры уменьшается, а с возрастанием давления увеличивается.

С увеличением молекулярного веса фракции, температурного интервала выкипания фракции, плотности величина вязкости возрастает .

Вязкость нефти уменьшается с повышением количества углеводородного газа растворенного в ней, и тем больше, чем выше молекулярная масса газа (рис 2).

При увеличением молекулярной массы углеводородного компонента от СН4 к С4Н10, растворенного в нефти вязкость нефтей будет уменьшаться, за счет увеличения доли неполярных соединений (газ идеальная система).

Однако не все компоненты газа подчиняются такой закономерности.

С увеличением количества азота растворенного в нефти вязкость нефти в пластовых условиях будет возрастать.

С увеличением молекулярной массы жидкого углеводородного компонента от С5Н12 и выше, растворенного в нефти, ее вязкость будет возрастать за счет увеличения доли полярных компонентов (нефть неидеальная система).

Рис 2. Изменение вязкости нефти Балаханского месторождения при насыщении ее газом

Вязкость смесей аренов больше вязкости смесей алканов. Поэтому, нефть с высоким содержанием ароматических углеводородов более вязкая, чем нефть парафинового основания

Чем больше в нефти содержится смол и асфальтенов (больше полярных компонентов), тем выше вязкость.

Вязкость сырой нефти больше вязкости сепарированной.

Величина вязкости нефти коррелирует с величиной плотностью или удельным весом нефти.

Вязкость пластовой нефти всегда значительно отличается от вязкости сепарированной нефти, вследствие большого количества растворенного газа, содержащегося в ней, пластовых температур.

Повышение температуры вызывает уменьшение вязкости нефти (рис 3 а).

Повышение давления, ниже давления насыщения приводит к увеличению газового фактора и, как следствие, к уменьшению вязкости.

Повышение давления выше давления насыщения для пластовой нефти приводит к увеличению величины вязкости (рис 3 б).

Минимальная величина вязкости имеет место, когда давление в пласте становится равным пластовому давлению насыщения (рис 3 б).

По данным Г. Требина вязкость нефти в пластовых условиях различных месторождений изменяется от сотен мПа*с до десятых долей мПа*с (около 25 % залежей), от до 7 мПа*с (около 50 % залежей) и от 5 до 30 мПа*с (около 25 %).

Рис 3 Изменение вязкости пластовой нефти от температуры (а) и давления (б)

Однако известны месторождения нефти, вязкость которых в пластовых условиях достигает значительной величины: Русское месторождение Тюменской области (μ ≈ 700-800 мПа*с), залежи Ухтинского месторождения Коми (μ ≈ 2300 мПа*с), пески Атабаска в Канаде.

В пластовых условиях вязкость нефти может быть в 10 ки раз меньше вязкости сепарированной нефти или нефти в поверхностных условиях.

Для Арланского месторождения — разница более 20.

В пласте на нефть воздействует содержащийся в пласте газ и пластовая температура.

Влияние плотности нефти на вязкость: легкие нефти менее вязкие, чем тяжелые.

Классификация нефти по вязкости:

незначительная вязкость — μ 25 мПа* с;

сверхвязкие (СВН) — μ > 30 мПа*.

Например, вязкость нефтей залежей:

верхнемеловые отложения Северного Кавказа 0,2-0.3 мПа*с; девон в Татарстане, Башкирии, мел Западной Сибири — 1-5 мПа*с;

Ашальчинское месторождение сверхвязкой нефти, Ярегское месторождение в Коми ( шахтный способ добычи) — более 30 мПа*с.

Какими параметрами и как определяется вязкость жидкости

Важным показателем качества жидких, а также аморфных вязких материалов ( смолы, компаунды ) является вязкость, которая имеет большое значение в технологии электрической изоляции при пропитке, опрессовке и т.п.

Различают три вида вязкости – динамическая, кинематическая и условная.

Динамическую вязкость измеряют в паскаль-секундах. Паскаль-секунда ( Па × с ) – это динамическая вязкость среды, при ламинарном течении которой в слоях, находящихся на расстоянии 1 м, в направлении перпендикулярном течению, под действием давления сдвига 1 Па возникает разность скоростей течения 1 м/с. В практике испытаний применяется другая единица – пуаз ( П ) : 1 П=0,1 Па × с. Одним из определений динамической вязкости η является закон Стокса, согласно которому скорость V движения шара радиусом r в вязкой среде под действием силы F равна:

Закон Стокса действителен для малой скорости V движения шара в неограниченном объеме жидкости.

Динамическую вязкость жидкостей измеряют ротационными вискозиметрами, которые удобны для испытаний высоковязких материалов, таких как полимеры, расплавленные битумы и т.п. Существует ряд их конструкций. В одной из них испытуемая жидкость помещается в пространство между двумя коаксиальными цилиндрами, внешний из которых неподвижен, а внутренний вращается вокруг вертикальной оси либо с постоянной частотой, либо с замедлением после отключения двигателя, который привел его во вращение. Вязкость определяется по затрате мощности на вращение или по степени замедления. Цилиндр может начать вращаться и под действием веса груза, который подвешен на нити, перекинутой через блок, соединенный с осью внутреннего цилиндра. В этом случае динамическая вязкость жидкости определяется по формуле:

где P – вес груза; Δ P – поправка на трение подшипников прибора; n – частота вращения внутреннего цилиндра; K – постоянная, зависящая от геометрических размеров прибора.

Для непрерывного измерения динамической вязкости весьма малых объемов жидкости ( до 5 см 3 ) применяются ультразвуковые ( вибрационные ) вискозиметры, принцип действия которых основан на определении времени затухания ультразвуковых колебаний.

Кинематическая вязкость ν — отношение динамической вязкости η к плотности вещества, единица измерения м 2 /с. На практике ее иногда измеряют в стоксах: 1 стокс ( Ст ) =10 — 4 м 2 /с. С помощью капиллярных вискозиметров эта характеристика определяется по времени истечения заданного объема испытуемой жидкости через капилляр заданного диаметра.

Условная вязкость — характеристика, получаемая при определенной методике испытания. Эта величина связывается с динамической и кинематической вязкостью приближенными эмпирическими соотношениями.

Если требуется определить вязкость жидкости с небольшим временем истечения, то пользуются вискозиметрами ВЗ, которые предназначены для измерения вязкости электроизоляционных лаков. За условную вязкость в этом случае принимается время непрерывного истечения ( в секундах ) определенного объема испытуемого материала через калиброванное стальное сопло. Результат измерения умножают на поправочный коэффициент ( от 0,9 до 1,1 ) . Кинематическую вязкость определяют с помощью градуировочной кривой, которая представляет собой зависимость времени истечения в секундах от вязкости испытуемых жидкостей, мм 2 /с.

Коэффициент вязкости. Коэффициент динамической вязкости. Физический смысл коэффициента вязкости

Коэффициент вязкости – это ключевой параметр рабочей жидкости либо газа. В физических терминах вязкость может быть определена как внутреннее трение, вызываемое движением частиц, составляющих массу жидкой (газообразной) среды, или, более просто, сопротивлением движению.

Что такое вязкость

Простейший эмпирический опыт определения вязкости: на гладкую наклонную поверхность одновременно выливают одинаковое количество воды и масла. Вода стекает быстрее масла. Она более текучая. Движущемуся маслу мешает быстро стекать более высокое трение между его молекулами (внутреннее сопротивление – вязкость). Таким образом, вязкость жидкости обратно пропорциональна ее текучести.

Коэффициент вязкости: формула

В упрощенном виде процесс движения вязкой жидкости в трубопроводе можно рассмотреть в виде плоских параллельных слоев А и В с одинаковой площадью поверхности S, расстояние между которыми составляет величину h.

Эти два слоя (А и В) перемещаются с различными скоростями (V и V+ΔV). Слой А, имеющий наибольшую скорость (V+ΔV), вовлекает в движение слой B, движущийся с меньшей скоростью (V). В то же время слой B стремится замедлить скорость слоя А. Физический смысл коэффициента вязкости заключается в том, что трение молекул, представляющих собой сопротивление слоев потока, образует силу, которую Исаак Ньютон описал следующей формулой:

  • ΔV – разница скоростей движений слоев потока жидкости;
  • h – расстояние между слоями потока жидкости;
  • S – площадь поверхности слоя потока жидкости;
  • μ (мю) – коэффициент, зависящий от свойства жидкости, называется абсолютной динамической вязкостью.

В единицах измерения системы СИ формула выглядит следующим образом:

µ = (F × h) / (S × ΔV) = [Па × с] (Паскаль × секунда)

Здесь F – сила тяжести (вес) единицы объема рабочей жидкости.

Величина вязкости

В большинстве случаев коэффициент динамической вязкости измеряется в сантипуазах (сП) в соответствии с системой единиц СГС (сантиметр, грамм, секунда). На практике вязкость связана соотношением массы жидкости к ее объему, то есть с плотностью жидкости:

  • ρ – плотность жидкости;
  • m – масса жидкости;
  • V – объем жидкости.

Отношение между динамической вязкостью (μ) и плотностью (ρ) называется кинематической вязкостью ν (ν – по-гречески – ню):

Кстати, методы определения коэффициента вязкости разные. Например, кинематическая вязкость по-прежнему измеряется в соответствии с системой СГС в сантистоксах (сСт) и в дольных величинах – стоксах (Ст):

  • 1Ст = 10 -4 м 2 /с = 1 см 2 /с;
  • 1сСт = 10 -6 м 2 /с = 1 мм 2 /с.

Определение вязкости воды

Коэффициент вязкости воды определяется измерением времени течения жидкости через калиброванную капиллярную трубку. Это устройство калибруется с помощью стандартной жидкости известной вязкости. Для определения кинематической вязкости, измеряемой в мм 2 /с, время течения жидкости, измеряемое в секундах, умножается на постоянную величину.

В качестве единицы сравнения используется вязкость дистиллированной воды, величина которой почти постоянна даже при изменении температуры. Коэффициент вязкости – это отношение времени в секундах, которое необходимо фиксированному объему дистиллированной воды для истечения из калиброванного отверстия, к аналогичному значению для испытываемой жидкости.

Читать еще:  Как сделать самодиагностику на приоре

Вискозиметры

Вязкость измеряется в градусах Энглера (°Е), универсальных секундах Сейболта («SUS) или градусах Редвуда (°RJ) в зависимости от типа применяемого вискозиметра. Три типа вискозиметров отличаются только количеством вытекающей жидкой среды.

Вискозиметр, измеряющий вязкость в европейской единице градус Энглера (°Е), рассчитан на 200 см 3 вытекающий жидкой среды. Вискозиметр, измеряющий вязкость в универсальных секундах Сейболта («SUS или «SSU), используемый в США, содержит 60 см 3 испытываемой жидкости. В Англии, где используются градусы Редвуда (°RJ), вискозиметр проводит измерения вязкости 50 см 3 жидкости. Например, если 200 см 3 определенного масла течет в десять раз медленнее, чем аналогичный объем воды, то вязкость по Энглеру составляет 10°Е.

Поскольку температура является ключевым фактором, изменяющим коэффициент вязкости, то измерения обычно проводятся сначала при постоянной температуре 20°С, а затем при более высоких ее значениях. Результат, таким образом, выражается путем добавления соответствующей температуры, например: 10°Е/50°С или 2,8°Е/90°С. Вязкость жидкости при 20°С выше, чем ее вязкость при более высоких температурах. Гидравлические масла имеют следующую вязкость при соответствующих температурах:

190 сСт при 20°С = 45,4 сСт при 50°С = 11,3 сСт при 100°С.

Перевод значений

Определение коэффициента вязкости происходит в разных системах (американской, английской, СГС), и поэтому часто требуется перевести данные из одной мерной системы в другую. Для перевода значений вязкости жидкости, выраженных в градусах Энглера, в сантистоксы (мм 2 /с) используют следующую эмпирическую формулу:

ν(сСт) = 7,6 × °Е × (1-1/°Е3)

  • 2°Е = 7,6 × 2 × (1-1/23) =15,2 × (0,875) = 13,3 сСт;
  • 9°Е = 7,6 × 9 × (1-1/93) =68,4 × (0,9986) = 68,3 сСт.

С целью быстрого определения стандартной вязкости гидравлического масла формула может быть упрощена следующим образом:

ν(сСт) = 7,6 × °Е(мм 2 /с)

Имея кинематическую вязкость ν в мм 2 /с или сСт, можно перевести ее в коэффициент динамической вязкости μ, используя следующую зависимость:

Пример. Суммируя различные формулы перевода градусов Энглера (°Е), сантистоксов (сСт) и сантипуазов (сП), предположим, что гидравлическое масло с плотностью ρ=910 кг/м 3 имеет кинематическую вязкость 12°Е, что в единицах сСт составляет:

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

Поскольку 1сСт = 10 -6 м 2 /с и 1сП = 10 -3 Н×с/м 2 , то динамическая вязкость будет равна:

μ =ν × ρ = 90,3 × 10 -6 · 910 = 0,082 Н×с/м 2 = 82 сП.

Коэффициент вязкости газа

Он определяется составом (химическим, механическим) газа, воздействующей температурой, давлением и применяется в газодинамических расчетах, связанных с движением газа. На практике вязкость газов учитывается при проектировании разработок газовых месторождений, где ведется расчет изменений коэффициента в зависимости от изменений газового состава (особенно актуально для газоконденсатных месторождений), температуры и давления.

Рассчитаем коэффициент вязкости воздуха. Процессы будут аналогичными с рассмотренными выше двумя потоками воды. Предположим, параллельно движутся два газовых потока U1 и U2, но с разной скоростью. Между слоями будет происходить конвекция (взаимное проникновение) молекул. В итоге импульс движущегося быстрее потока воздуха будет уменьшаться, а изначально движущегося медленнее – ускоряться.

Коэффициент вязкости воздуха, согласно закону Ньютона, выражается следующей формулой:

  • dU/dZ является градиентом скорости;
  • S – площадь воздействия силы;
  • Коэффициент h – динамическая вязкость.

Индекс вязкости

Индекс вязкости (ИВ) – это параметр, коррелирующий изменение вязкости и температуры. Корреляционная зависимость является статистической взаимосвязью, в данном случае двух величин, при которой изменение температуры сопутствует систематическому изменению вязкости. Чем выше индекс вязкости, тем меньше изменения между двумя величинами, то есть вязкость рабочей жидкости более стабильна при изменении температуры.

Вязкость масел

У основ современных масел индекс вязкости ниже 95-100 единиц. Поэтому в гидросистемах машин и оборудования могут использоваться достаточно стабильные рабочие жидкости, которые ограничивают широкое изменение вязкости в условиях критических температур.

«Благоприятный» коэффициент вязкости можно поддерживать введением в масло специальных присадок (полимеров), получаемых при перегонке нефти. Они повышают индекс вязкости масел за счет ограничения изменения этой характеристики в допустимом интервале. На практике при введении необходимого количества присадок низкий индекс вязкости базового масла может быть повышен до 100-105 единиц. Вместе с тем получаемая таким образом смесь ухудшает свои свойства при высоком давлении и тепловой нагрузке, снижая тем самым эффективность присадки.

В силовых контурах мощных гидросистем должны применяться рабочие жидкости с индексом вязкости 100 единиц. Рабочие жидкости с присадками, повышающими индекс вязкости, применяются в контурах гидроуправления и других системах, работающих в диапазоне низких/средних давлений, в ограниченном интервале изменения температур, с небольшими утечками и в периодическом режиме. С возрастанием давления возрастает и вязкость, но этот процесс возникает при давлениях свыше 30,0 МПа (300 бар). На практике этим фактором часто пренебрегают.

Измерение и индексация

В соответствии с международными стандартами ISO, коэффициент вязкости воды (и прочих жидких сред) выражается в сантистоксах: сСт (мм 2 /с). Измерения вязкости технологических масел должны проводиться при температурах 0°С, 40°С и 100°С. В любом случае в коде марки масла вязкость должна указываться цифрой при температуре 40°С. В ГОСТе значение вязкости дается при 50°С. Марки, наиболее часто применяемые в машиностроительной гидравлике, варьируются от ISO VG 22 до ISO VG 68.

Гидравлические масла VG 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 при температуре 40°С имеют значения вязкости, соответствующие их маркировке: 22, 32, 46, 68 и 100 сСт. Оптимальная кинематическая вязкость рабочей жидкости в гидросистемах лежит в диапазоне от 16 до 36 сСт.

Американское Общество автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers – SAE) установило диапазоны изменения вязкости при конкретных температурах и присвоило им соответствующие коды. Цифра, следующая за буквой W, – абсолютный динамический коэффициент вязкости μ при 0°F (-17,7°С), а кинематическая вязкость ν определялась при 212°F (100°С). Эта индексация касается всесезонных масел, применяемых в автомобильной промышленности (трансмиссионные, моторные и т. д.).

Влияние вязкости на работу гидравлики

Определение коэффициента вязкости жидкости представляет не только научно-познавательный интерес, но и несет в себе важное практическое значение. В гидросистемах рабочие жидкости не только передают энергию от насоса к гидродвигателям, но также смазывают все детали компонентов и отводят выделяемое тепло от пар трения. Не соответствующая режиму работы вязкость рабочей жидкости может серьезно нарушать эффективность всей гидравлики.

Высокая вязкость рабочей жидкости (масло очень высокой плотности) приводит к следующим негативным явлениям:

  • Повышенное сопротивление течению гидравлической жидкости вызывает излишнее падение давления в гидросистеме.
  • Замедление скорости управления и механических движений исполнительных механизмов.
  • Развитие кавитации в насосе.
  • Нулевое или слишком низкое выделение воздуха из масла в гидробаке.
  • Заметная потеря мощности (снижение КПД) гидравлики из-за высоких затрат энергии на преодоление внутреннего трения жидкости.
  • Повышенный крутящий момент первичного двигателя машины, вызываемый возрастающей нагрузкой на насосе.
  • Рост температуры гидравлической жидкости, порождаемый повышенным трением.

Таким образом, физический смысл коэффициента вязкости заключается в его влиянии (позитивном либо негативном) на узлы и механизмы транспортных средств, станков и оборудования.

Потеря мощности гидросистем

Низкая вязкость рабочей жидкости (масло невысокой плотности) приводит к следующим негативным явлениям:

  • Падение объемного КПД насосов в результате возрастающих внутренних утечек.
  • Возрастание внутренних утечек в гидрокомпонентах всей гидросистемы – насосах, клапанах, гидрораспределителях, гидромоторах.
  • Повышенный износ качающих узлов и заклинивание насосов по причине недостаточной вязкости рабочей жидкости, необходимой для обеспечения смазки трущихся деталей.

Сжимаемость

Любая жидкость под действием давления сжимается. В отношении масел и СОЖ, используемых в машиностроительной гидравлике, эмпирически установлено, что процесс сжатия обратно пропорционален величине массы жидкости на ее объем. Величина сжатия выше для минеральных масел, значительно ниже для воды и гораздо ниже для синтетических жидкостей.

В простых гидросистемах низкого давления сжимаемость жидкости ничтожно мало влияет на уменьшение первоначального объема. Но в мощных машинах с гидроприводом высокого давления и крупными гидроцилиндрами этот процесс проявляет себя заметно. У гидравлических минеральных масел при давлении в 10,0 МПа (100 бар) объем уменьшается на 0,7%. При этом на изменение объема сжатия в небольшой степени влияют кинематическая вязкость и тип масла.

Вывод

Определение коэффициента вязкости позволяет прогнозировать работу оборудования и механизмов при различных условиях с учетом изменения состава жидкости либо газа, давления, температуры. Также контроль этих показателей актуален в нефтегазовой сфере, коммунальном хозяйстве, других отраслях промышленности.

ГОСТ 8420-74 Методы определения условной вязкости

МАТЕРИАЛЫ ЛАКОКРАСОЧНЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВНОЙ ВЯЗКОСТИ

Настоящий стандарт распространяется на лакокрасочные материалы и относящиеся к ним продукты — ньютоновские или приближающиеся к ним жидкости (полуфабрикаты, смолы и т.д.).
За условную вязкость лакокрасочных материалов, обладающих свободной текучестью, принимают время непрерывного истечения в секундах определенного объема испытуемого материала через калиброванное сопло вискозиметра типа ВЗ-246.
За условную вязкость лакокрасочных материалов густой консистенции, определяемую шариковым вискозиметром, принимают время прохождения в секундах стального шарика между двумя метками вертикально установленной стеклянной трубки вискозиметра, наполненной испытуемым материалом. Настоящий стандарт распространяется на лакокрасочные материалы и относящиеся к ним продукты — ньютоновские или приближающиеся к ним жидкости (полуфабрикаты, смолы и т.д.). За условную вязкость лакокрасочных материалов, обладающих свободной текучестью, принимают время непрерывного истечения в секундах определенного объема испытуемого материала через калиброванное сопло вискозиметра типа ВЗ-246. За условную вязкость лакокрасочных материалов густой консистенции, определяемую шариковым вискозиметром, принимают время прохождения в секундах стального шарика между двумя метками вертикально установленной стеклянной трубки вискозиметра, наполненной испытуемым материалом. Настоящий стандарт распространяется на лакокрасочные материалы и относящиеся к ним продукты — ньютоновские или приближающиеся к ним жидкости (полуфабрикаты, смолы и т.д.). За условную вязкость лакокрасочных материалов, обладающих свободной текучестью, принимают время непрерывного истечения в секундах определенного объема испытуемого материала через калиброванное сопло вискозиметра типа ВЗ-246. За условную вязкость лакокрасочных материалов густой консистенции, определяемую шариковым вискозиметром, принимают время прохождения в секундах стального шарика между двумя метками вертикально установленной стеклянной трубки вискозиметра, наполненной испытуемым материалом.
(Измененная редакция, Изм. № 2).

1. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1.1. Для определения условной вязкости применяют:

1.1.1. (Исключен, Изм. № 2).

1.1.2. Вискозиметр типа ВЗ-246 с диаметром сопла 2, 4 и 6 мм и вместимостью не менее (100 ± 1) см 3 по ГОСТ 9070. Размер диаметра сопла вискозиметра указывают в нормативно-технической документации на лакокрасочный материал (приложения 1, 2). Допускалось до 01.01.93 применять вискозиметры ВЗ-1 с диаметрами сопла 2,5 и 5,4 мм и ВЗ-4 с диаметром сопла 4 мм. Примечание. Допускается использование вискозиметров другой конфигурации и размеров, если это установлено в нормативно-технической документации на лакокрасочный материал. В этом случае результаты испытаний отличаются от результатов испытаний по стандартному вискозиметру. (Измененная редакция, Изм. № 2).

1.1.3. Вискозиметр шариковый (черт. 2), представляющий собой стеклянную трубку 3, нижний конец которой закрыт пробкой 1, в комплекте со стальным шариком 4 диаметром 7,938 мм по ГОСТ 3722. Стеклянная трубка длиной 350 мм и диаметром 20 мм с нанесенными на ней метками 2 и 5, расстояние между которыми 250 мм, вертикально укреплена в штативе 6

Приспособление для сохранения постоянного угла расслаивания
1 — пробка; 2 — нижняя метка; 3 — трубка; 4 — шарик; 5 — верхняя метка; 6 — штатив
Черт. 2*

Читать еще:  Через какое время менять антифриз в автомобиле

* Черт. 1 (Исключен, Изм. № 2).

  • 1.1.4. Штатив для укрепления вискозиметра в горизонтальном положении.
  • 1.1.3, 1.1.4. (Введены дополнительно, Изм. № 1).
  • 1.1.5. Термометр ртутный стеклянный лабораторный с пределами измерения от 0 до 55 °С и ценой деления шкалы не более 0,5°С.
  • 1.1.6. Секундомер с погрешностью не более 0,2 с.
  • 1.1.5, 1.1.6. (Измененная редакция, Изм. № 2).
  • 1.1.7. Мешалка.
    (Введен дополнительно, Изм. № 1).
  • 1.1.8. Сито (сетка № 0,4-0,1 по ГОСТ 6613-86) с диаметром отверстия от 0,1 до 0,4 мм.
    (Измененная редакция, Изм. № 2).
  • 1.1.9. Термостат, обеспечивающий температуру (20 ± 0,5) °С.
  • 1.1.10. Пластина из стекла размером не менее 90 x 120 мм или алюминиевый диск диаметром не менее 55 мм.
  • 1.1.11. Сосуд вместимостью 110-150 см 3 .
  • 1.1.12. Мензурка по ГОСТ 1770, вместимостью 50 см 3 .
  • 1.1.9-1.1.12. (Введены дополнительно, Изм. № 1).
  • 1.1.13. Глицерин по ГОСТ 6259 или по ГОСТ 6824.
    (Введен дополнительно, Изм. № 2).

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Пробу испытуемого материала, отобранную в соответствии с ГОСТ 9980.2, перед определением условной вязкости тщательно перемешивают, избегая образования в ней пузырьков воздуха. Испытуемый лакокрасочный материал должен быть однородным. Для устранения посторонних веществ образец перемешивают, фильтруют через сито и непосредственно перед измерением снова тщательно перемешивают.

2.2. Испытание проводят при температуре воздуха (20 ± 2) °С. Вискозиметр и испытуемый материал непосредственно перед испытанием должны иметь температуру (20 ± 0,5) °С.

2.3. Вискозиметр и особенно сопло тщательно очищают растворителем.

2.1-2.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

2.4. При необходимости температуру испытуемого материала в шариковом вискозиметре поддерживают помещением стеклянной трубки вискозиметра, заполненной испытуемым материалом, в стакан с водой необходимой температуры.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

3.1. Определение условной вязкости по вискозиметру типа ВЗ-1
В ванну вискозиметра наливают воду для поддержания температуры испытуемого материала (20 ± 0,5) °С, закрывают сопло стержнем и во внутренний резервуар наливают испытуемый материал до уровня остриев крючков; при помощи установочных винтов штатива вискозиметр устанавливают так, чтобы все три острия крючков находились в одной плоскости и были едва заметны на поверхности испытуемого материала. Внутренний резервуар закрывают крышкой, в отверстие которой вставляют термометр, под сопло вискозиметра ставят мензурку. После поднятия пузырьков воздуха на поверхность испытуемого материала и при его температуре (20 ± 0,5) °С быстро вынимают стержень, одновременно с появлением испытуемого материала из сопла вискозиметра включают секундомер. Когда испытуемый материал в мензурке достигнет точно уровня метки 50 см 3 , секундомер останавливают и отсчитывают время истечения с погрешностью не более 0,2 с.

3.2. Определение условной вязкости по вискозиметру типа ВЗ-246 (и ВЗ-4)
Вискозиметр помещают в штатив и с помощью уровня устанавливают в горизонтальном положении. Под сопло вискозиметра ставят сосуд. Отверстие сопла закрывают пальцем, испытуемый материал наливают в вискозиметр с избытком, чтобы образовался выпуклый мениск над верхним краем вискозиметра. Наполняют вискозиметр медленно, чтобы предотвратить образование пузырьков воздуха. Избыток материала и образовавшиеся пузырьки воздуха удаляют при помощи стеклянной пластинки или алюминиевого диска, сдвигаемых по верхнему краю воронки в горизонтальном направлении таким образом, чтобы не образовалось воздушной прослойки.
Открывают отверстие сопла и одновременно с появлением испытуемого материала из сопла включают секундомер. В момент первого прерывания струи испытуемого материала секундомер останавливают и отсчитывают время истечения.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3.3. Определение условной вязкости по шариковому вискозиметру

3.3.1. Определение условной вязкости прозрачных лакокрасочных материалов
Стеклянную трубку вискозиметра устанавливают вертикально и заполняют испытуемым материалом на 1-2 см выше верхней метки. В случае образования пузырьков воздуха их удаляют стеклянной палочкой после поднятия на поверхность. Затем свободно опускают стальной шарик в центр трубки и в момент достижения нижним краем шарика верхней метки включают секундомер. Когда шарик достигнет нижним краем нижней метки трубки, секундомер останавливают и отсчитывают время прохождения шарика в секундах между двумя метками трубки вискозиметра с погрешностью не более 0,2 с.

3.3.2. Определение условной вязкости непрозрачных материалов
В вертикально установленную стеклянную трубку до нижней метки наливают глицерин, а затем трубку вискозиметра заполняют испытуемым материалом до верхней метки. Далее испытание проводят по п.

3.3.1. Вместо глицерина можно применять другую прозрачную жидкость, не смешивающуюся с испытуемым материалом.

3.4. Определение условной вязкости во всех типах вискозиметров проводят не менее трех раз. Повторное измерение проводят сразу после окончания предыдущего (без очистки вискозиметра) путем заполнения новой порцией испытуемого материала. После окончания измерения вискозиметр тщательно очищают растворителем, особенно осторожно очищая сопло, чтобы предотвратить его повреждение.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов не менее трех измерений времени истечения в секундах.
Для вискозиметров типов ВЗ-1 и ВЗ-4 условную вязкость (X) вычисляют по формуле: X = t * K,
где t — среднее арифметическое значение времени истечения испытуемого материала, с;
К — поправочный коэффициент вискозиметра.
Допускаемые отклонения отдельных определений времени истечения от среднеарифметического значения при проведении испытания одним исполнителем не должны превышать ± 3 %, при проведении испытания разными исполнителями ± 5 %.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

4.1.1. Поправочный коэффициент для вискозиметров типов ВЗ-1 и ВЗ-4 определяют по приложению 3.
(Измененная редакция, Изм. № 2).

4.2. За величину условной вязкости, определенной по шариковому вискозиметру, принимают среднее арифметическое значение трех параллельных определений времени прохождения стального шарика между двумя метками вискозиметра.
Допускаемые отклонения отдельных определений от среднего значения не должны превышать ± 2,5 %.

4.3.(Исключен, Изм. № 2).

Тип вискозиметраДиаметр сопла вискозиметра, ммОптимальный диапазон времени истечения, с
ВЗ-2462От 70 до 300
4» 20»200
6» 20»200

Примечание. Допускается измерять вискозиметром с диаметром сопла 4 мм время истечения от 12 до 200 с при разбавлении материала до рабочей вязкости.
(Измененная редакция, Изм. № 2).

Зависимость времени истечения (с) от вязкости (мм 2 /с)лакокрасочного материала в вискозиметрах с различным диаметром сопла
(Измененная редакция, Изм. № 2).

УСТАНОВЛЕНИЕ ПОПРАВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ДЛЯ ВИСКОЗИМЕТРОВ ТИПОВ ВЗ-1 И ВЗ-4 (ПОВЕРКА ВИСКОЗИМЕТРОВ)

1.1. Поправочный коэффициент для вискозиметров устанавливают сравнением времени истечения контрольной жидкости из контрольного и поверяемого вискозиметров при (20 ± 0,2) °С.

1.2. Для установления поправочного коэффициента применяют следующие контрольные жидкости: авиационное масло марки МС-20 или марки МК-22 по ГОСТ 21743 — для вискозиметра типа ВЗ-1 с диаметром сопла 5,4 мм;
смесь, 1 ч трансформаторного масла по ГОСТ 982 и 0,5 ч авиационного масла марки МС-20 или марки МК-22 — для вискозиметра типа ВЗ-1 с диаметром сопла 2,5 мм;
смесь, 1 ч трансформаторного масла и 2 ч авиационного масла марки МС-20 или марки МК-22 — для вискозиметра типа ВЗ-4.

1.3. Поправочный коэффициент (К) вычисляют по следующей формуле: K = t1/t2
где t1 — время истечения контрольной жидкости из контрольного вискозиметра, с;
t2 — время истечения контрольной жидкости из поверяемого вискозиметра, с.
Величина поправочного коэффициента должна быть в пределах от 0,9 до 1,1.

Не допускается определение условной вязкости по вискозиметрам с величиной поправочного коэффициента менее 0,9 и более 1,1. Величина поправочного коэффициента должна быть указана в паспорте на вискозиметр.
Установление поправочного коэффициента вискозиметров, находящихся в работе, проводят один раз в год и величину поправочного коэффициента указывают в соответствующем документе о поверке вискозиметра.

1.4. Допускается при отсутствии контрольного вискозиметра время истечения контрольной жидкости (t1) в секундах вычислять по следующим формулам:
для вискозиметра типа ВЗ-1 с диаметром сопла 5,4 мм: t1 = 0,063*v + 1,4;
для вискозиметра типа ВЗ-1 с диаметром сопла 2,5мм: t1 = 0, 854*v + 6 ;
для вискозиметра типа ВЗ-4: t1 = 0,185*v + 10;

где n — кинематическая вязкость контрольной жидкости, определяемая по ГОСТ 33, при (20 ± 0,2) °С, сСт.

Перевод кинематической вязкости в динамическую

Воспользуйтесь удобным конвертером перевода кинематической вязкости в динамическую онлайн. Поскольку соотношение кинематической и динамической вязкости зависит от плотности, то необходимо ее также указывать при расчете в калькуляторах ниже.

Плотность и вязкость следует указывать при одинаковой температуре.

Если задать плотность при температуре отличной от температуры вязкости повлечет некоторую ошибку, степень которой будет зависеть от влияния температуры на изменение плотности для данного вещества.

Калькулятор перевода кинематической вязкости в динамическую

Конвертер позволяет перевести вязкость с размерностью в сантистоксах [сСт] в сантипуазы [сП]. Обратите внимание, что численные значения величин с размерностями [мм2/с] и [сСт] для кинематической вязкости и [сП] и [мПа*с] для динамической – равны между собой и не требуют дополнительного перевода. Для других размерностей – воспользуйтесь таблицами ниже.

Данный калькулятор выполняет обратное действие предыдущему.

Таблицы перевода размерностей вязкости

В случае, если размерность Вашей величины не совпадает с используемой в калькуляторе, воспользуйтесь таблицами перевода.

Выберете размерность в левом столбце и умножьте свою величину на множитель, находящийся в ячейке на пересечении с размерностью в верхней строчке.

Табл. 1. Перевод размерностей кинематической вязкости ν

Табл. 2. Перевод размерностей динамической вязкости μ

Связь динамической и кинематической вязкости

Вязкость жидкости определяет способность жидкости сопротивляться сдвигу при ее движении, а точнее сдвигу слоев относительно друг друга. Поэтому на производствах, где требуется перекачка различных сред, важно точно знать вязкость перекачиваемого продукта и правильно подбирать насосное оборудование.

В технике встречаются два вида вязкости.

  1. Кинематическая вязкость чаще используется в паспорте с характеристиками жидкости.
  2. Динамическая используется в инженерных расчетах оборудования, научно-исследовательских работах и т.д.

Перевод кинематической вязкости в динамическую производят с помощью формулы, указанной ниже, через плотность при заданной температуре:

Где:

v – кинематическая вязкость,

n – динамическая вязкость,

p – плотность.

Таким образом, зная ту или иную вязкость и плотность жидкости можно выполнить пересчет одного вида вязкости в другой по указанной формуле или через конвертер выше.

Измерение вязкости

Понятия для этих двух типов вязкости присуще только жидкостям в связи с особенностями способов измерения.

Измерение кинематической вязкости используют метод истечения жидкости через капилляр (например используя прибор Уббелоде). Измерение динамической вязкости происходит через измерение сопротивление движения тела в жидкости (например сопротивление вращению погруженного в жидкость цилиндра).

От чего зависит значение величины вязкости?

Вязкость жидкости зависит в значительной мере от температуры. С увеличением температуры вещество становится более текучим, то есть менее вязким. Причем изменение вязкости, как правило, происходит достаточно резко, то есть нелинейно.

Поскольку расстояние между молекулами жидкого вещества намного меньше, чем у газов, у жидкостей уменьшается внутреннее взаимодействие молекул из-за снижения межмолекулярных связей.

Форма молекул и их размер, а также взаимоположение и взаимодействие могут определять вязкость жидкости. Также влияет их химическая структура.

Например, для органических соединений вязкость возрастает при наличии полярных циклов и групп.

Для насыщенных углеводородов – рост происходит при “утяжелении” молекулы вещества.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector