Použijte pohodlný převodník pro převod kinematické viskozity na dynamickou online. Vzhledem k tomu, že poměr kinematické a dynamické viskozity závisí na hustotě, musí být také uveden při výpočtu v níže uvedených kalkulačkách.
Hustota a viskozita by měly být uvedeny při stejné teplotě.
Pokud nastavíte hustotu na teplotu odlišnou od teploty viskozity, dojde k určité chybě, jejíž míra bude záviset na vlivu teploty na změnu hustoty pro danou látku.
Kalkulačka přepočtu kinematiky na dynamickou viskozitu
Převodník umožňuje převést viskozitu s rozměrem v centistoke [cSt] až centipoise [cP]. Vezměte prosím na vědomí, že číselné hodnoty množství s rozměry [mm2/s] a [cSt] pro kinematickou viskozitu a [cP] a [mPa*s] pro dynamické jsou si navzájem rovny a nevyžadují další překlad. Pro jiné rozměry použijte níže uvedené tabulky.
Viskozita je nejdůležitější fyzikální konstanta, která charakterizuje provozní vlastnosti kotlových a naftových paliv, ropných olejů a řady dalších ropných produktů. Hodnota viskozity se používá k posouzení možnosti atomizace a čerpatelnosti ropy a ropných produktů.
Existují dynamické, kinematické, podmíněné a efektivní (strukturální) viskozity.
Dynamická (absolutní) viskozita [μ ], neboli vnitřní tření, je vlastnost skutečných kapalin odolávat smykovým smykovým silám. Je zřejmé, že tato vlastnost se projevuje při pohybu tekutiny. Dynamická viskozita v systému SI se měří v [N·s/m 2 ]. Jedná se o odpor, který kapalina klade při vzájemném pohybu svých dvou vrstev o ploše 1 m 2, umístěných ve vzdálenosti 1 m od sebe a pohybujících se působením vnější síly 1 N rychlostí 1 m/s. Vzhledem k tomu, že 1 N/m 2 = 1 Pa, dynamická viskozita se často vyjadřuje v [Pa s] nebo [mPa s]. V systému CGS (CGS) je rozměr dynamické viskozity [dyn·s/m 2 ]. Tato jednotka se nazývá poise (1 P = 0,1 Pa s).
Převodní faktory pro výpočet dynamického [ μ ] viskozita.
| Jednotky | Mikropoise (µP) | Centipoise (cP) | Poise ([g/cm s]) | Pa s ([kg/m s]) | kg/(m h) | kg s/m2 |
| Mikropoise (µP) | 1 | 10 -4 | 10 -6 | 10 7 | 3,6 10-4 | 1,02 10-8 |
| Centipoise (cP) | 10 4 | 1 | 10 -2 | 10 -3 | 3,6 | 1,02 10-4 |
| Poise ([g/cm s]) | 10 6 | 10 2 | 1 | 10 3 | 3,6 10 2 | 1,02 10-2 |
| Pa s ([kg/m s]) | 10 7 | 10 3 | 10 | 1 3 | 3,6 10 3 | 1,02 10-1 |
| kg/(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 hodnota rovna poměru dynamické viskozity kapaliny [ μ ] na svou hustotu [ ρ ] při stejné teplotě: ν = μ/ρ. Jednotka kinematické viskozity je [m 2 / s] - kinematická viskozita takové kapaliny, jejíž dynamická viskozita je 1 N s / m 2 a hustota je 1 kg / m 3 (N \u003d kg m / s 2). V systému CGS je kinematická viskozita vyjádřena v [cm 2 /s]. Tato jednotka se nazývá stokes (1 St = 10 -4 m 2 / s; 1 cSt = 1 mm 2 / s).
Převodní faktory pro 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 jsou charakterizovány oleje a ropné produkty podmíněná viskozita, která se bere jako poměr doby výtoku kalibrovaným otvorem standardního viskozimetru 200 ml oleje při určité teplotě [ t] do doby expirace 200 ml destilované vody o teplotě 20°C. Nominální viskozita při teplotě [ t] je označena znaménkem WU a je vyjádřena počtem konvenčních stupňů.
Relativní viskozita se měří ve stupních VU (°VU) (pokud se test provádí ve standardním viskozimetru podle GOST 6258-85), sekundách Saybolt a sekundách Redwood (pokud se test provádí na viskozimetrech Saybolt a Redwood).
Pomocí nomogramu můžete přenést viskozitu z jednoho systému do druhého.
V systémech dispergovaných v ropě je za určitých podmínek, na rozdíl od newtonovských kapalin, viskozita proměnná v závislosti na gradientu smykové rychlosti. V těchto případech se oleje a ropné produkty vyznačují účinnou nebo strukturální viskozitou:
U uhlovodíků závisí viskozita v podstatě na jejich chemickém složení: roste s rostoucí molekulovou hmotností a teplotou varu. Přítomnost postranních větví v molekulách alkanů a naftenů a zvýšení počtu cyklů také zvyšují viskozitu. U různých skupin uhlovodíků se viskozita zvyšuje v řadě alkany - areny - cyklany.
Pro stanovení viskozity se používají speciální standardní přístroje - viskozimetry, které se liší principem činnosti.
Kinematická viskozita se zjišťuje pro relativně nízkoviskózní lehké ropné produkty a oleje pomocí kapilárních viskozimetrů, jejichž činnost je založena na tekutosti kapaliny kapilárou podle GOST 33-2000 a GOST 1929-87 (viskoměr typu VPZh, Pinkevich , atd.).
U viskózních ropných produktů se relativní viskozita měří ve viskozimetrech jako VU, Engler atd. Výtok kapaliny v těchto viskozimetrech probíhá kalibrovaným otvorem v souladu s GOST 6258-85.
Mezi hodnotami konvenčního °VU a kinematickou viskozitou existuje empirický vztah:
Viskozita nejviskóznějších strukturovaných ropných produktů se stanovuje na rotačním viskozimetru podle GOST 1929-87. Metoda je založena na měření síly potřebné k otáčení vnitřního válce vzhledem k vnějšímu při plnění prostoru mezi nimi zkušební kapalinou o teplotě t.
Kromě standardních metod pro stanovení viskozity se někdy ve výzkumných pracích používají nestandardní metody založené na měření viskozity v době, kdy kalibrační kulička spadne mezi značky, nebo v době doznívání vibrací pevného tělesa ve zkušební kapalině. (Gepplerovy, Gurvichovy viskozimetry atd.).
Ve všech popsaných standardních metodách se viskozita stanovuje při přísně konstantní teplotě, protože viskozita se s její změnou výrazně mění.
Viskozita versus teplota
Závislost viskozity ropných produktů na teplotě je velmi důležitou charakteristikou jak v technologii rafinace ropy (čerpání, výměna tepla, usazování atd.), tak při použití komerčních ropných produktů (vypouštění, čerpání, filtrace, mazání třecích ploch , atd.).
S klesající teplotou se zvyšuje jejich viskozita. Obrázek ukazuje křivky závislosti viskozity na teplotě pro různé mazací oleje.
Společná pro všechny vzorky oleje je přítomnost teplotních oblastí, ve kterých dochází k prudkému nárůstu viskozity.
Existuje mnoho různých vzorců pro výpočet viskozity jako funkce teploty, ale nejčastěji používaný je Walterův empirický vzorec:
Pokud vezmeme logaritmus tohoto výrazu dvakrát, dostaneme:
Podle této rovnice sestavil E. G. Semenido nomogram na jehož ose x je pro usnadnění použití vynesena teplota a na ose pořadnice je vynesena viskozita.
Pomocí nomogramu můžete zjistit viskozitu ropného produktu při jakékoli dané teplotě, pokud je známa jeho viskozita při dvou dalších teplotách. V tomto případě je hodnota známých viskozit spojena přímkou a pokračuje, dokud se neprotne s teplotní přímkou. Průsečík s ním odpovídá požadované viskozitě. Nomogram je vhodný pro stanovení viskozity všech typů kapalných ropných produktů.
U ropných mazacích olejů je při provozu velmi důležité, aby viskozita byla co nejméně závislá na teplotě, protože to zajišťuje dobré mazací vlastnosti oleje v širokém teplotním rozsahu, tedy podle vzorce Walter, to znamená, že u mazacích olejů platí, že čím nižší je koeficient B, tím vyšší je kvalita oleje. Tato vlastnost olejů se nazývá viskozitní index, což je funkce chemického složení oleje. U různých uhlovodíků se viskozita mění s teplotou různými způsoby. Nejstrmější závislost (velká hodnota B) pro aromatické uhlovodíky a nejmenší - pro alkany. Naftenické uhlovodíky jsou v tomto ohledu blízké alkanům.
Pro stanovení viskozitního indexu (VI) existují různé metody.
V Rusku je VI určeno dvěma hodnotami kinematické viskozity při 50 a 100 °C (nebo při 40 a 100 °C - podle zvláštní tabulky Státního výboru pro normy).
Při certifikaci olejů se IV vypočítává podle GOST 25371-97, který stanoví stanovení této hodnoty pomocí viskozity při 40 a 100 °C. Podle této metody, podle GOST (pro oleje s VI menším než 100), je index viskozity určen vzorcem:
Pro všechny oleje s v 100 ν, v 1 A v 3) se určuje podle tabulky GOST 25371-97 na základě v 40 A v 100 tento olej. Pokud je olej viskóznější ( v 100> 70 mm 2 /s), pak jsou množství obsažená ve vzorci určena speciálními vzorci uvedenými v normě.
Mnohem snazší je určit viskozitní index z nomogramů.
Ještě pohodlnější nomogram pro zjištění indexu viskozity vyvinul G. V. Vinogradov. Definice VI je redukována na spojení známých hodnot viskozity při dvou teplotách přímkami. Průsečík těchto čar odpovídá požadovanému viskozitnímu indexu.
Viskozitní index je obecně uznávaná hodnota, která je zahrnuta v ropných normách ve všech zemích světa. Nevýhodou viskozitního indexu je, že charakterizuje chování oleje pouze v rozmezí teplot od 37,8 do 98,8°C.
Mnoho výzkumníků si všimlo, že hustota a viskozita mazacích olejů do určité míry odráží jejich uhlovodíkové složení. Byl navržen odpovídající indikátor, který spojuje hustotu a viskozitu olejů a nazývá se viskozitně-hmotnostní konstanta (VMC). Viskozita-hmotnostní konstanta může být vypočtena podle vzorce Yu.A. Pinkevicha:
V závislosti na chemickém složení oleje VMK může být od 0,75 do 0,90 a čím vyšší je olej VMK, tím nižší je jeho viskozitní index.
Při nízkých teplotách získávají mazací oleje strukturu, která se vyznačuje mezí kluzu, plasticitou, tixotropií nebo anomálií viskozity, které jsou charakteristické pro disperzní systémy. Výsledky stanovení viskozity takových olejů závisí na jejich předběžném mechanickém promíchání, jakož i na průtoku, případně na obou faktorech současně. Strukturované oleje, stejně jako jiné strukturované ropné systémy, se neřídí Newtonovým zákonem proudění kapaliny, podle kterého by změna viskozity měla záviset pouze na teplotě.
Olej s neporušenou strukturou má výrazně vyšší viskozitu než po jeho destrukci. Pokud dojde ke snížení viskozity takového oleje zničením struktury, pak v klidném stavu dojde k obnovení této struktury a viskozita se vrátí na původní hodnotu. Schopnost systému spontánně obnovit svou strukturu se nazývá tixotropie. S nárůstem rychlosti proudění, přesněji rychlostního gradientu (úsek křivky 1) dochází k destrukci struktury, a proto viskozita látky klesá a dosahuje určitého minima. Tato minimální viskozita zůstává na stejné úrovni i při následném zvýšení gradientu rychlosti (oddíl 2), dokud se neobjeví turbulentní proudění, po kterém se viskozita opět zvýší (oddíl 3).
Viskozita versus tlak
Viskozita kapalin, včetně ropných produktů, závisí na vnějším tlaku. Změna viskozity olejů se zvyšujícím se tlakem má velký praktický význam, protože v některých třecích jednotkách může docházet k vysokým tlakům.
Závislost viskozity na tlaku je u některých olejů znázorněna křivkami, viskozita olejů s rostoucím tlakem se mění podél paraboly. Pod tlakem R lze to vyjádřit vzorcem:
V ropných olejích se viskozita parafinických uhlovodíků mění nejméně ze všech se zvyšujícím se tlakem a mírně více naftenické a aromatické. Viskozita vysokoviskózních ropných produktů roste s rostoucím tlakem více než viskozita nízkoviskózních. Čím vyšší je teplota, tím méně se mění viskozita s rostoucím tlakem.
Při tlacích řádově 500 - 1000 MPa se viskozita olejů zvyšuje natolik, že ztrácejí své kapalné vlastnosti a mění se v plastickou hmotu.
Pro stanovení viskozity ropných produktů při vysokém tlaku navrhl D.E. Mapston vzorec:
Na základě této rovnice vyvinul D.E.Mapston nomogram, pomocí kterého např. známé veličiny ν 0 A R, jsou spojeny přímkou a údaj se získá na třetí stupnici.
Viskozita směsí
Při míchání olejů je často nutné stanovit viskozitu směsí. Jak ukázaly experimenty, aditivnost vlastností se projevuje pouze u směsí dvou složek, které jsou si velmi podobné viskozitou. Při velkém rozdílu ve viskozitách směsných ropných produktů je zpravidla viskozita nižší než viskozita vypočtená podle pravidla míchání. Přibližně lze vypočítat viskozitu směsi olejů, pokud nahradíme viskozity složek jejich reciproční - pohyblivost (tekutost) ψ cm:
Pro stanovení viskozity směsí lze také použít různé nomogramy. Největší uplatnění nalezly ASTM nomogram a Molin-Gurvichův viskozigram. ASTM nomogram je založen na Waltherově vzorci. Molin-Gurevichův nomogram byl sestaven na základě experimentálně zjištěných viskozit směsi olejů A a B, z nichž A má viskozitu °VU 20 = 1,5 a B má viskozitu °VU 20 = 60. Oba oleje byly smíchány v různých poměrech od 0 do 100 % (obj.) a viskozita směsí byla stanovena experimentálně. Nomogram ukazuje hodnoty viskozity v jednotkách. Jednotky a v mm2/s.
Viskozita plynů a olejových par
Viskozita uhlovodíkových plynů a olejových par podléhá jiným zákonům než pro kapaliny. Se stoupající teplotou se zvyšuje viskozita plynů. Tento vzorec je uspokojivě popsán Sutherlandovým vzorcem:
Viskozita měří vnitřní odpor tekutiny vůči síle, která se používá k tomu, aby tekutina proudila. Viskozita je dvojího druhu – absolutní a kinematická. První se obvykle používá v kosmetice, medicíně a vaření a druhý se častěji používá v automobilovém průmyslu.
Absolutní viskozita a kinematická viskozita
Absolutní viskozita tekutina, nazývaná také dynamická, měří odpor vůči síle, která ji nutí proudit. Měří se bez ohledu na vlastnosti látky. Kinematická viskozita, naopak závisí na hustotě látky. Pro stanovení kinematické viskozity se absolutní viskozita vydělí hustotou této tekutiny.
Kinematická viskozita závisí na teplotě kapaliny, proto je nutné kromě viskozity samotné uvést, při jaké teplotě kapalina takovou viskozitu nabývá. Viskozita motorového oleje se obvykle měří při 40 °C (104 °F) a 100 °C (212 °F). Při výměně oleje v automobilech automechanici často využívají vlastnosti olejů, aby se s rostoucí teplotou stávají méně viskózními. Například pro odstranění maximálního množství oleje z motoru je předehříván, díky tomu olej snáze a rychleji vytéká.
Newtonské a nenewtonské tekutiny
Viskozita se liší různými způsoby v závislosti na typu kapaliny. Existují dva typy - newtonské a nenewtonské tekutiny. Newtonovské kapaliny jsou kapaliny, jejichž viskozita se bude měnit bez ohledu na sílu, která ji deformuje. Všechny ostatní kapaliny jsou nenewtonské. Jsou zajímavé tím, že se deformují různou rychlostí v závislosti na smykovém napětí, to znamená, že k deformaci dochází vyšší nebo naopak nižší rychlostí v závislosti na látce a na síle, která tlačí na kapalinu. Na této deformaci závisí také viskozita.
Kečup je klasickým příkladem nenewtonské tekutiny. Dokud je v lahvičce, je téměř nemožné ho dostat ven s malou silou. Pokud naopak vynaložíme velkou sílu, například začneme lahví silně třást, kečup z ní snadno vyteče. Velké napětí tedy kečup ztekutí a malé nemá na jeho tekutost téměř žádný vliv. Tato vlastnost je jedinečná pro nenewtonské kapaliny.
Jiné nenewtonské tekutiny se naopak s rostoucím napětím stávají viskóznějšími. Příkladem takové kapaliny je směs škrobu a vody. Člověk může bezpečně proběhnout jím naplněným bazénem, ale pokud se zastaví, začne se potápět. V prvním případě je totiž síla působící na tekutinu mnohem větší než ve druhém. Existují nenewtonské kapaliny s jinými vlastnostmi – například v nich se viskozita mění nejen v závislosti na celkové velikosti napětí, ale také na době, po kterou síla na kapalinu působí. Pokud je například celkové napětí způsobeno větší silou a působí na tělo po krátkou dobu, místo aby bylo rozloženo po delší dobu s menší silou, pak se kapalina, jako je med, stane méně viskózní. To znamená, že pokud je med intenzivně míchán, stane se méně viskózní ve srovnání s mícháním s menší silou, ale po delší dobu.
Viskozita a mazání ve strojírenství
Viskozita je důležitou vlastností kapalin, která se používá v každodenním životě. Věda, která studuje tekutost kapalin, se nazývá reologie a věnuje se řadě témat souvisejících s tímto jevem, včetně viskozity, protože viskozita přímo ovlivňuje tekutost různých látek. Reologie obecně studuje newtonské i nenewtonské tekutiny.
Indikátory viskozity motorového oleje
Výroba motorového oleje probíhá za přísného dodržování pravidel a receptur, aby viskozita tohoto oleje byla přesně taková, jaká je v dané situaci potřeba. Před prodejem výrobci kontrolují kvalitu oleje a mechanici v autosalonech kontrolují jeho viskozitu, než jej nalijí do motoru. V obou případech se měření provádějí odlišně. Při výrobě oleje se obvykle měří jeho kinematická viskozita a mechanika naopak měří absolutní viskozitu a poté ji převádí na kinematickou. V tomto případě se používají různá měřící zařízení. Je důležité znát rozdíl mezi těmito měřeními a nezaměňovat kinematickou viskozitu s absolutní viskozitou, protože nejsou stejné.
Pro získání přesnějších měření výrobci motorového oleje upřednostňují použití kinematické viskozity. Kinematické měřiče viskozity jsou také mnohem levnější než měřiče absolutní viskozity.
U aut je velmi důležité, aby byla správná viskozita oleje v motoru. Aby autodíly vydržely co nejdéle, je třeba co nejvíce snížit tření. K tomu jsou pokryty silnou vrstvou motorového oleje. Olej musí být dostatečně viskózní, aby na třecích plochách zůstal co nejdéle. Na druhou stranu musí být dostatečně tekutý, aby prošel olejovými kanály bez znatelného snížení průtoku, a to i za chladného počasí. To znamená, že i při nízkých teplotách by olej neměl zůstat příliš viskózní. Kromě toho, pokud je olej příliš viskózní, pak bude tření mezi pohyblivými částmi vysoké, což povede ke zvýšení spotřeby paliva.
Motorový olej je směs různých olejů a přísad, jako jsou protipěnivé a detergentní přísady. Znalost viskozity samotného oleje proto nestačí. Je také nutné znát konečnou viskozitu produktu a v případě potřeby ji změnit, pokud nesplňuje přijaté normy.
Výměna oleje
S používáním klesá procento aditiv v motorovém oleji a samotný olej se špiní. Když je znečištění příliš vysoké a přísady do něj přidávané vyhořely, olej se stává nepoužitelným, proto je nutné jej pravidelně měnit. Pokud tak neučiníte, nečistoty mohou ucpat olejové kanály. Viskozita oleje se změní a nebude splňovat normy, což způsobí různé problémy, jako je ucpání olejových kanálků. Některé opravny a výrobci olejů doporučují výměnu oleje každých 5 000 kilometrů (3 000 mil), ale výrobci automobilů a někteří automechanici tvrdí, že výměna oleje každých 8 000 až 24 000 kilometrů (5 000 až 15 000 mil) je dostatečná, pokud je vůz v dobrém stavu. dobrý stav.stav. Výměna každých 5000 kilometrů je vhodná pro starší motory a nyní je rada na tak častou výměnu oleje reklamním trikem, který nutí automobilové nadšence kupovat více oleje a navštěvovat servisní střediska častěji, než je ve skutečnosti nutné.
Se zlepšující se konstrukcí motoru se zvyšuje i vzdálenost, kterou může auto ujet bez výměny oleje. Abyste se tedy rozhodli, kdy se vyplatí nalít nový olej do auta, řiďte se informacemi v návodu k obsluze nebo na webu výrobce automobilu. Některá vozidla mají také senzory, které hlídají stav oleje - jsou také pohodlné na použití.
Jak vybrat správný motorový olej
Abyste neudělali chybu s výběrem viskozity, musíte při výběru oleje vzít v úvahu, do jakého počasí a do jakých podmínek je určen. Některé oleje jsou určeny pro práci v chladu nebo naopak v horku a některé jsou dobré za každého počasí. Oleje se také dělí na syntetické, minerální a směsné. Ty se skládají ze směsi minerálních a syntetických složek. Nejdražší oleje jsou syntetické a nejlevnější minerální oleje, protože jsou levnější na výrobu. Syntetické oleje jsou stále populárnější díky tomu, že vydrží déle a jejich viskozita zůstává stejná v širokém rozsahu teplot. Při nákupu syntetického motorového oleje je důležité zkontrolovat, zda váš filtr vydrží tak dlouho jako olej.
Ke změně viskozity motorového oleje vlivem změn teploty dochází u různých olejů různým způsobem a tato závislost je vyjádřena indexem viskozity, který je obvykle uveden na obalu. Index rovný nule - pro oleje, jejichž viskozita nejvíce závisí na teplotě. Čím méně je viskozita ovlivněna teplotou, tím lépe, a proto motoristé preferují oleje s vysokým viskozitním indexem, zejména v chladném klimatu, kde je teplotní rozdíl mezi horkým motorem a studeným vzduchem velmi velký. V současné době je viskozitní index syntetických olejů vyšší než u minerálních olejů. Uprostřed jsou smíšené oleje.
Aby se viskozita oleje udržela déle nezměněná, tedy aby se zvýšil viskozitní index, často se do oleje přidávají různé přísady. Tyto přísady se často spálí před doporučeným datem výměny oleje, což znamená, že se olej stává méně použitelným. Řidiči používající oleje s těmito aditivy jsou nuceni buď pravidelně kontrolovat, zda je koncentrace těchto aditiv v oleji dostatečná, nebo olej často měnit, případně se spokojit s olejem se sníženou kvalitou. To znamená, že olej s vysokým indexem viskozity je nejen drahý, ale také vyžaduje neustálé sledování.
Olej pro ostatní vozidla a mechanismy
Požadavky na viskozitu pro oleje pro jiná vozidla jsou často stejné jako pro automobilové oleje, ale někdy se liší. Rozdílné jsou například požadavky na olej, který se používá pro řetěz jízdních kol. Majitelé jízdních kol si většinou musí vybrat mezi řídkým olejem, který se snadno nanáší na řetěz, např. aerosolovým sprejem, nebo hustým, který dobře drží a na řetězu vydrží. Viskózní olej účinně snižuje tření a při dešti se z řetězu nesmývá, ale rychle se zašpiní, protože se do otevřeného řetězu dostane prach, suchá tráva a další nečistoty. Řídký olej tyto problémy nemá, ale musí se často znovu aplikovat a nepozorní nebo nezkušení cyklisté to někdy nevědí a ničí řetěz a převody.
Měření viskozity
K měření viskozity se používají přístroje zvané reometry nebo viskozimetry. První se používají pro kapaliny, jejichž viskozita se mění v závislosti na podmínkách prostředí, zatímco druhé pracují s libovolnými kapalinami. Některé reometry jsou válec, který se otáčí uvnitř jiného válce. Měří sílu, kterou kapalina ve vnějším válci otáčí vnitřním válcem. U jiných reometrů se kapalina nalije na desku, do ní se umístí válec a měří se síla, kterou kapalina na válec působí. Existují i jiné typy reometrů, ale princip jejich činnosti je podobný – měří sílu, kterou kapalina působí na pohyblivý prvek tohoto zařízení.
Viskozimetry měří odpor tekutiny, která se pohybuje uvnitř měřicího přístroje. K tomu se kapalina protlačuje tenkou trubicí (kapilárou) a měří se odpor kapaliny vůči pohybu trubicí. Tento odpor lze zjistit měřením doby, kterou kapalina potřebuje k pohybu o určitou vzdálenost v trubici. Čas se převádí na viskozitu pomocí výpočtů nebo tabulek dostupných v dokumentaci pro každé zařízení.
Viskozita kapalin
Dynamický viskozita, neboli koeficient dynamické viskozity ƞ (Newtonův), je určen vzorcem:
η = r / (dv/dr),
kde r je viskózní odporová síla (na jednotku plochy) mezi dvěma sousedními vrstvami tekutiny, namířená podél jejich povrchu, a dv/dr je gradient jejich relativní rychlosti ve směru kolmém ke směru pohybu. Jednotkou dynamické viskozity je ML -1 T -1, její jednotkou v systému CGS je poise (pz) \u003d 1g / cm * s \u003d 1dyn * s / cm 2 \u003d 100 centipoise (cps)
Kinematický viskozita je určena poměrem dynamické viskozity ƞ k hustotě kapaliny p. Rozměr kinematické viskozity je L 2 T -1, jeho jednotka v systému CGS je stokes (st) \u003d 1 cm 2 / sec \u003d 100 centistokes (cst).
Tekutost φ je převrácená hodnota dynamické viskozity. Ten pro kapaliny klesá s klesající teplotou přibližně podle zákona φ \u003d A + B / T, kde A a B jsou charakteristické konstanty a T označuje absolutní teplotu. Hodnoty pro A a B pro velké množství kapalin byly uvedeny Barrerem.
Tabulka viskozity vody
Data Binghama a Jacksona, sladěná s národním standardem v USA a Velké Británii 1. července 1953, ƞ při 20 0 С=1,0019 centipoise.
|
Teplota, 0 C |
Teplota, 0 C |
||
Tabulka viskozity různých kapalin Ƞ, cps
|
Kapalina |
|||||||||
|
Brombenzen |
|||||||||
|
Kyselina mravenčí |
|||||||||
|
Kyselina sírová |
|||||||||
|
Octová kyselina |
|||||||||
|
Ricinový olej |
|||||||||
|
Provence olej |
|||||||||
|
sirouhlík |
|||||||||
|
methylalkohol |
|||||||||
|
Ethanol |
|||||||||
|
Kyselina uhličitá (tekutá) |
|||||||||
|
Tetrachlormethan |
|||||||||
|
Chloroform |
|||||||||
|
ethylacetát |
|||||||||
|
Ethylformiát |
|||||||||
|
Ethylether |
Relativní viskozita některých vodných roztoků (tabulka)
Předpokládá se, že koncentrace roztoků je normální, což obsahuje jeden gramekvivalent rozpuštěné látky na 1 litr. Viskozita jsou uvedeny ve vztahu k viskozitě vody při stejné teplotě.
|
Látka |
Teplota, °C |
Relativní viskozita |
Látka |
Teplota, °C |
Relativní viskozita |
|
Chlorid vápenatý |
|||||
|
Chlorid amonný |
Kyselina sírová |
||||
|
Jodid draselný |
kyselina chlorovodíková |
||||
|
Chlorid draselný |
hydroxid sodný |
Tabulka viskozity vodných roztoků glycerinu
|
Specifická hmotnost 25°/25°С |
Hmotnostní procento glycerinu |
|||
Viskozita kapalin při vysokých tlacích podle Bridgmana
Tabulka relativní viskozity vody při vysokých tlacích
|
Tlak kgf / cm 3 |
||||
Tabulka relativních viskozit různých kapalin při vysokých tlacích
Ƞ=1 při 30 ° С a tlaku 1 kgf/cm 2
|
Kapalina |
Teplota, ° С |
Tlak kgf / cm 2 |
|||
|
sirouhlík |
|||||
|
methylalkohol |
|||||
|
Ethanol |
|||||
|
Ethylether |
|||||
Viskozita pevných látek (PV)
Tabulka viskozity pro plyny a páry
Dynamický viskozita plynů obvykle se vyjadřuje v mikropoisech (mpusech). Podle kinetické teorie by viskozita plynů neměla záviset na tlaku a měnit se úměrně druhé odmocnině absolutní teploty. První závěr se ukazuje jako obecně správný, s výjimkou velmi nízkých a velmi vysokých tlaků; Druhý závěr vyžaduje určité úpravy. Pro změnu ƞ v závislosti na absolutní teplotě T se nejčastěji používá vzorec:
|
plyn nebo pára |
Sutherlandova konstanta, C |
||||||||
|
Oxid dusičitý |
|||||||||
|
Kyslík |
|||||||||
|
vodní pára |
|||||||||
|
Kysličník siřičitý |
|||||||||
|
Ethanol |
|||||||||
|
Oxid uhličitý |
|||||||||
|
Kysličník uhelnatý |
|||||||||
|
Chloroform |
|||||||||
Tabulková viskozita některých plynů při vysokých tlacích (mcpz)
|
Teplota, 0 C |
Tlak v atmosférách |
|||||
|
Oxid uhličitý |
||||||
Pro stanovení kinematické viskozity se viskozimetr volí tak, aby doba průtoku ropného produktu byla alespoň 200 s. Poté se důkladně promyje a vysuší. Vzorek testovaného produktu se přefiltruje přes filtrační papír. Viskózní produkty se před filtrací zahřejí na 50–100 °C. V přítomnosti vody v produktu se suší síranem sodným nebo hrubě krystalickou kuchyňskou solí a následuje filtrace. Požadovaná teplota se nastavuje v termostatickém zařízení. Velký význam má přesnost udržování zvolené teploty, proto je nutné termostatický teploměr instalovat tak, aby jeho zásobník byl přibližně na úrovni středu kapiláry viskozimetru při současném ponoření celé stupnice. Jinak se zavede korekce na vyčnívající sloupec rtuti podle vzorce:
^T = Bh(T1 – T2)
- B je koeficient tepelné roztažnosti pracovní tekutiny teploměru:
- pro rtuťový teploměr - 0,00016
- pro alkohol - 0,001
- h je výška vyčnívajícího sloupce pracovní tekutiny teploměru, vyjádřená v dílcích stupnice teploměru
- T1 - nastavená teplota v termostatu, °C
- T2 je teplota okolního vzduchu blízko středu vyčnívajícího sloupce, °C.
Stanovení doby expirace se několikrát opakuje. V souladu s GOST 33-82 je počet měření nastaven v závislosti na době expirace: pět měření - s dobou expirace 200 až 300 s; čtyři od 300 do 600 s a tři pro doby expirace delší než 600 s. Při měření je nutné sledovat stálost teploty a nepřítomnost vzduchových bublin.
Pro výpočet viskozity se určí aritmetický průměr doby průtoku. V tomto případě se berou v úvahu pouze ty údaje, které se neliší o více než ± 0,3 % pro přesné a ± 0,5 % pro technická měření od aritmetického průměru.
