Скористайтеся зручним конвертером переведення кінематичної в'язкості в динамічну онлайн. Оскільки співвідношення кінематичної та динамічної в'язкості залежить від щільності, необхідно її також вказувати при розрахунку в калькуляторах нижче.
Щільність та в'язкість слід вказувати за однакової температури.
Якщо задати щільність при температурі відмінній від температури в'язкості спричинить деяку помилку, ступінь якої залежатиме від впливу температури на зміну щільності даної речовини.
Калькулятор переведення кінематичної в'язкості в динамічну
Конвертер дозволяє перевести в'язкість із розмірністю у сантистоксах [сСт] у сантипуази [сП]. Зауважте, що чисельні значення величин з розмірностями [мм2/с] та [сСт]для кінематичної в'язкості та [сП] та [мПа*с]для динамічної — рівні між собою і потребують додаткового перекладу. Для інших розмірів скористайтеся таблицями нижче.
В'язкість є найважливішою фізичною константою, що характеризує експлуатаційні властивості котельних та дизельних палив, нафтових олій, низки інших нафтопродуктів. За значенням в'язкості судять про можливість розпилення та прокачування нафти та нафтопродуктів.
Розрізняють динамічну, кінематичну, умовну та ефективну (структурну) в'язкість.
Динамічною (абсолютною) в'язкістю [μ ], або внутрішнім тертям, називають властивості реальних рідин чинити опір зрушуючим дотичних зусиль. Очевидно, ця властивість проявляється при русі рідини. Динамічна в'язкість у системі СІ вимірюється в [Н·с/м 2 ]. Це опір, який чинить рідина при відносному переміщенні двох її шарів поверхнею 1 м 2 , що знаходяться на відстані 1 м один від одного і переміщуються під дією зовнішньої сили в 1 Н зі швидкістю 1 м/с. Враховуючи, що 1 Н/м 2 = 1 Па, динамічну в'язкість часто виражають у [Па·с] або [мПа·с]. У системі СГС (CGS) розмірність динамічної в'язкості - [дин·с/м 2 ]. Ця одиниця називається пуазом (1 П = 0,1 Па · с).
Переказні множники для динамічної розрахунку [ μ ] в'язкості.
| Одиниці | Мікропуаз (мкП) | Сантіпуаз (СП) | Пуаз ([г/см·с]) | Пас ([кг/м·с]) | кг/(м·год) | кг с/м 2 |
| Мікропуаз (мкП) | 1 | 10 -4 | 10 -6 | 10 7 | 3,6 · 10 -4 | 1,02 · 10 -8 |
| Сантіпуаз (СП) | 10 4 | 1 | 10 -2 | 10 -3 | 3,6 | 1,02 · 10 -4 |
| Пуаз ([г/см·с]) | 10 6 | 10 2 | 1 | 10 3 | 3,6·10 2 | 1,02 · 10 -2 |
| Пас ([кг/м·с]) | 10 7 | 10 3 | 10 | 1 3 | 3,6·10 3 | 1,02 · 10 -1 |
| кг/(м·год) | 2,78·10 3 | 2,78 · 10 -1 | 2,78 · 10 -3 | 2,78 · 10 -4 | 1 | 2,84 · 10 -3 |
| кг с/м 2 | 9,81·10 7 | 9,81·10 3 | 9,81·10 2 | 9,81·10 1 | 3,53·10 4 | 1 |
Кінематичною в'язкістю [ν ] називається величина, що дорівнює відношенню динамічної в'язкості рідини [ μ ] до її щільності [ ρ ] за тієї ж температури: ν = μ/ρ. Одиницею кінематичної в'язкості є [м 2 /с] - кінематична в'язкість такої рідини, динамічна в'язкість якої дорівнює 1 Н с/м 2 і щільність 1 кг/м 3 (Н = кг м / с 2). У системі СГС (CGS) кінематична в'язкість виявляється у [см 2 /с]. Ця одиниця називається стоксом (1 ст = 10 -4 м 2 /с; 1 сст = 1 мм 2 / с).
Перекладні множники для розрахунку кінематичної [ ν ] в'язкості.
| Одиниці | мм 2 /с (сСт) | см 2 /с (Ст) | м 2 /с | м 2 /год |
| мм 2 /с (сСт) | 1 | 10 -2 | 10 -6 | 3,6 · 10 -3 |
| см 2 /с (Ст) | 10 2 | 1 | 10 -4 | 0,36 |
| м 2 /с | 10 6 | 10 4 | 1 | 3,6·10 3 |
| м 2 /год | 2,78·10 2 | 2,78 | 2,78·10 4 | 1 |
Нафти та нафтопродукти часто характеризуються умовною в'язкістюза яку приймається відношення часу закінчення через калібрований отвір стандартного віскозиметра 200 мл нафтопродукту при певній температурі [ t] на час закінчення 200 мл дистильованої води при температурі 20°С. Умовна в'язкість при температурі [ t] позначається знаком ВУ і виражається числом умовних градусів.
Умовна в'язкість вимірюється в градусах ВУ (°ВУ) (якщо випробування проводиться у стандартному віскозиметрі за ГОСТ 6258-85), секундах Сейболта та секундах Редвуда (якщо випробування проводиться на віскозиметрах Сейболта та Редвуда).
Перевести в'язкість з однієї системи до іншої можна за допомогою номограми.
У нафтових дисперсних системах у певних умовах на відміну від ньютонівських рідин в'язкість є змінною величиною, яка залежить від градієнта швидкості зсуву. У цих випадках нафти та нафтопродукти характеризуються ефективною або структурною в'язкістю:
Для вуглеводнів в'язкість істотно залежить від їхнього хімічного складу: вона підвищується зі збільшенням молекулярної маси та температури кипіння. Наявність бічних розгалужень у молекулах алканів та нафтенів та збільшення числа циклів також підвищують в'язкість. Для різних груп вуглеводнів в'язкість зростає серед алкани - арени - циклани.
Для визначення в'язкості використовують спеціальні стандартні прилади - віскозиметри, що відрізняються за принципом дії.
Кінематична в'язкість визначається відносно малов'язких світлих нафтопродуктів і масел за допомогою капілярних віскозиметрів, дія яких заснована на плинності рідини через капіляр за ГОСТ 33-2000 і ГОСТ 1929-87 (вискозиметр типу ВПЖ, Пінкевича та ін.).
Для в'язких нафтопродуктів вимірюється умовна в'язкість у віскозиметрах типу ВУ, Енглера та ін.
Між величинами умовної °ВП та кінематичної в'язкості існує емпірична залежність:
В'язкість найбільш в'язких структурованих нафтопродуктів визначається на ротаційному віскозиметрі за ГОСТ 1929-87. Метод заснований на вимірі зусилля, необхідного для обертання внутрішнього циліндра щодо зовнішнього при заповненні простору між ними випробуваною рідиною при температурі t.
Крім стандартних методів визначення в'язкості іноді в дослідницьких роботах використовуються нестандартні методи, засновані на вимірюванні в'язкості за часом падіння калібрувальної кульки між мітками або за часом загасання коливань твердого тіла у випробуваній рідині (вискозиметри Гепплера, Гурвіча та ін).
У всіх описаних стандартних методах в'язкість визначають за строго постійної температури, оскільки з її зміною в'язкість істотно змінюється.
Залежність в'язкості від температури
Залежність в'язкості нафтопродуктів від температури є дуже важливою характеристикою як у технології переробки нафти (перекачування, теплообмін, відстій тощо), так і при застосуванні товарних нафтопродуктів (злив, перекачування, фільтрування, мастило тертьових поверхонь тощо).
Зі зниженням температури в'язкість їх зростає. На малюнку наведено криві зміни в'язкості в залежності від температури для різних мастил.
Спільним всім зразків масел є наявність областей температур, у яких настає різке підвищення в'язкості.
Існує багато різних формул для розрахунку в'язкості залежно від температури, але найбільш вживаною є емпірична формула Вальтера:
Двічі логарифмуючи цей вислів, отримуємо:
За даним рівнянням Е. Г. Семенідо було складено номограму на осі абсцис якої для зручності користування відкладено температуру, а на осі ординат - в'язкість.
По номограмі можна знайти в'язкість нафтопродукту за будь-якої заданої температури, якщо відома його в'язкість за двох інших температур. У цьому випадку значення відомих в'язкостей з'єднують прямий і продовжують до перетину з лінією температури. Точка перетину з нею відповідає шуканій в'язкості. Номограма придатна визначення в'язкості всіх видів рідких нафтопродуктів.
Для нафтових мастил дуже важливо при експлуатації, щоб в'язкість якнайменше залежала від температури, оскільки це забезпечує хороші змащувальні властивості масла в широкому інтервалі температур, тобто відповідно до формули Вальтера це означає, що для мастил, ніж нижче коефіцієнт В, тим вища якість олії. Ця властивість олій називається індексом в'язкості, який є функцією хімічного складу олії. Для різних вуглеводнів по-різному змінюється в'язкість від температури. Найбільш крута залежність (велика величина) для ароматичних вуглеводнів, а найменша - для алканів. Нафтенові вуглеводні у цьому відношенні близькі до алканів.
Існують різні методи визначення індексу в'язкості (ВВ).
У Росії ІВ визначають за двома значеннями кінематичної в'язкості при 50 і 100 ° С (або при 40 і 100 ° С - за спеціальною таблицею Держкомітету стандартів).
При паспортизації масел ІВ розраховують за ГОСТ 25371-97, який передбачає визначення цієї величини в'язкості при 40 і 100°С. За цим методом згідно з ГОСТ (для олій з ІВ менше 100) індекс в'язкості визначається формулою:
Для всіх масел з ν 100 ν, ν 1і ν 3) визначають за таблицею ГОСТ 25371-97 на основі ν 40і ν 100даного масла. Якщо масло більш в'язке ( ν 100> 70 мм 2 /с), то величини, що входять у формулу, визначають за спеціальними формулами, наведеними в стандарті.
Значно простіше визначати індекс в'язкості за номограмами.
Ще зручніша номограма для знаходження індексу в'язкості розроблена Г. В. Виноградовим. Визначення ІВ зводиться до з'єднання прямими лініями відомих величин в'язкості за двох температур. Точка перетину цих ліній відповідає шуканому індексу в'язкості.
Індекс в'язкості - загальноприйнята величина, що входить до стандартів на олії у всіх країнах світу. Недоліком показника індексу в'язкості є те, що він характеризує поведінку олії лише в інтервалі температур від 378 до 988°С.
Багатьма дослідниками було помічено, що щільність і в'язкість мастил до певної міри відбивають їх вуглеводневий склад. Було запропоновано відповідний показник, що зв'язує щільність і в'язкість олій і названий в'язкісно-масовою константою (ВМК). В'язкісно-масова константа може бути обчислена за формулою Ю. А. Пінкевича:
Залежно від хімічного складу олії ВМК його може бути від 0,75 до 0,90, причому чим вище ВМК олії, тим нижче його індекс в'язкості.
В області низьких температур мастила набувають структури, яка характеризується межею плинності, пластичності, тиксотропністю або аномалією в'язкості, властивими дисперсним системам. Результати визначення в'язкості таких масел залежать від їхнього попереднього механічного перемішування, а також від швидкості закінчення або обох факторів одночасно. Структуровані олії, як і інші структуровані нафтові системи, не підпорядковуються закону течії ньютонівських рідин, згідно з яким зміна в'язкості має залежати тільки від температури.
Олія з неруйнованою структурою має значно більшу в'язкість, ніж після її руйнування. Якщо знизити в'язкість такого олії шляхом руйнування структури, то спокійному стані ця структура відновиться і в'язкість прийме початкове значення. Здатність системи мимовільно відновлювати свою структуру називається тиксотропією. Зі збільшенням швидкості течії, точніше градієнта швидкості (ділянка кривої 1), структура руйнується, у зв'язку з чим в'язкість речовини знижується і доходить до певного мінімуму. Цей мінімум в'язкості зберігається на одному рівні та при подальшому зростанні градієнта швидкості (дільниця 2) до появи турбулентного потоку, після чого в'язкість знову наростає (дільниця 3).
Залежність в'язкості від тиску
В'язкість рідин, зокрема й нафтопродуктів, залежить від зовнішнього тиску. Зміна в'язкості масел з підвищенням тиску має велике практичне значення, оскільки в деяких вузлах тертя можуть виникати високі тиски.
Залежність в'язкості від тиску для деяких олій ілюструється кривими, в'язкість олій з підвищенням тиску змінюється параболем. При тиску Рвона може бути виражена формулою:
У нафтових оліях найменше з підвищенням тиску змінюється в'язкість парафінових вуглеводнів і трохи більше нафтенових та ароматичних. В'язкість високов'язких нафтопродуктів зі збільшенням тиску підвищується більше, ніж в'язкість малов'язких. Чим вище температура, тим менше змінюється в'язкість із підвищенням тиску.
При тисках близько 500 - 1000 МПа в'язкість масел зростає настільки, що вони втрачають властивості рідини і перетворюються на пластичну масу.
Для визначення в'язкості нафтопродуктів за високого тиску Д.Э.Мапстон запропонував формулу:
На основі цього рівняння Д.Е.Мапстоном розроблена номограма, при користуванні якої відомі величини, наприклад ν 0 і Р, з'єднують прямою лінією та відлік отримують на третій шкалі.
В'язкість сумішей
При компаундуванні масел часто доводиться визначати в'язкість сумішей. Як показали досліди, адитивність властивостей проявляється лише у сумішах двох дуже близьких по в'язкості компонентів. При великій різниці в'язкостей нафтопродуктів, що змішуються, як правило, в'язкість менше, ніж обчислена за правилом змішування. Приблизно в'язкість суміші масел можна розрахувати, якщо замінити в'язкості компонентів їх зворотною величиною. рухливістю (плинністю) ψ см:
Для визначення в'язкості сумішей можна також скористатися різними номограмами. Найбільше застосування знайшли номограма ASTM та віскозіграма Моліна-Гурвіча. Номограма ASTM виходить з формулі Вальтера. Номограма Моліна-Гуревича складена на підставі експериментально знайдених в'язкостей суміші масел А і В, з яких А має в'язкість °ВУ 20 = 1,5, а В - в'язкість °ВУ 20 = 60. Обидві олії змішувалися в різних співвідношеннях від 0 до 100% (про.), і в'язкість сумішей встановлювалася експериментально. На номограмі нанесено значення в'язкості у уел. од. та в мм 2 /с.
В'язкість газів та нафтової пари
В'язкість вуглеводневих газів та нафтових парів підпорядковується іншим, ніж для рідин, закономірностям. З підвищенням температури в'язкість газів зростає. Ця закономірність задовільно описується формулою Сазерленд:
В'язкість визначає внутрішній опір рідини силі, яка спрямована на те, щоб змусити цю рідину текти. В'язкість буває двох видів - абсолютна та кінематична. Першу зазвичай використовують у косметиці, медицині та кулінарії, а другу – частіше в автомобільній промисловості.
Абсолютна в'язкість та кінематична в'язкість
Абсолютна в'язкістьрідини, також звана динамічної, вимірює опір силі, що змушує її текти. Вона вимірюється незалежно від властивостей речовини. Кінематична в'язкістьнавпаки, залежить від щільності речовини. Для визначення кінематичної в'язкості абсолютну в'язкість ділять на густину цієї рідини.
Кінематична в'язкість залежить від температури рідини, тому крім самої в'язкості необхідно вказувати при якій температурі рідина набуває такої в'язкості. В'язкість машинного масла зазвичай вимірюють при температурах 40° C (104° F) та 100° C (212° F). Під час заміни масла в автомобілях автомеханіки часто використовують властивість олій ставати менш в'язкими при підвищенні температури. Наприклад, щоб видалити максимальну кількість масла з двигуна, його попередньо прогрівають, в результаті олія витікає легше і швидше.
Ньютонівські та неньютонівські рідини
В'язкість змінюється по-різному, залежно від виду рідини. Розрізняють два види - ньютонівські та неньютонівські рідини. Ньютонівськими називаються рідини, в'язкість яких зміняться незалежно від сили, що її деформує. Всі інші рідини – неньютонівські. Вони цікаві тим, що деформуються з різною швидкістю залежно від напруги зсуву, тобто, деформація відбувається з більшою або, навпаки, меншою швидкістю залежно від речовини і від сили, яка тисне на рідину. В'язкість також залежить від цієї деформації.
Кетчуп – класичний приклад неньютонівської рідини. Поки він у пляшці, майже неможливо змусити його вийти назовні під дією невеликої сили. Якщо ми, навпаки, докладемо великої сили, наприклад, почнемо сильно трясти пляшку, то кетчуп легко з неї випливе. Так, велике напруження робить кетчуп текучим, а маленьке - майже впливає його текучість. Ця властивість властива лише неньютонівським рідинам.
Інші неньютонівські рідини, навпаки, стають більш в'язкими зі збільшенням напруги. Приклад такої рідини - суміш крохмалю та води. Людина може спокійно пробігти через басейн, нею наповнений, але почне занурюватись, якщо зупиниться. Це відбувається тому, що в першому випадку сила, що діє на рідину, набагато більша, ніж у другому. Існують неньютонівські рідини і з іншими властивостями - наприклад, в них в'язкість змінюється не тільки в залежності від загальної кількості напруги, але і від часу, протягом якого на рідину діє сила. Наприклад, якщо загальна напруга викликана більшою силою і діє на тіло протягом короткого проміжку часу, а не розподілено на більш тривалий відрізок з меншою силою, рідина, наприклад мед, стає менш в'язкою. Тобто, якщо інтенсивно заважати мед, він стане менш в'язким порівняно з розмішуванням його з меншою силою, але протягом тривалого часу.
В'язкість та мастило в техніці
В'язкість – важлива властивість рідин, яка використовується у повсякденному житті. Наука, що вивчає плинність рідин, називається реологією і присвячена ряду тем, пов'язаних з цим явищем, включаючи в'язкість, так як в'язкість впливає на плинність різних речовин. Реологія зазвичай вивчає як ньютонівські, так і неньютонівські рідини.
Індикатори в'язкості моторного масла
Виробництво машинного масла відбувається при строгому дотриманні правил і рецептури, щоб в'язкість цієї олії була саме такою, яка необхідна в тій чи іншій ситуації. Перед продажем виробники контролюють якість олії, а механіки в автосалонах перевіряють її в'язкість перед тим, як залити в двигун. В обох випадках виміри проходять по-різному. При виробництві олії зазвичай вимірюють її кінематичну в'язкість, а механіки, навпаки, вимірюють абсолютну в'язкість, а потім переводять її в кінематичну. При цьому використовують різні пристрої вимірювання. Важливо знати різницю між цими вимірами і не плутати кінематичну в'язкість з абсолютною, оскільки вони неоднакові.
Щоб отримати більш точні вимірювання, виробники машинних масел воліють використовувати кінематичну в'язкість. Вимірники кінематичної в'язкості також набагато дешевші від вимірювачів абсолютної в'язкості.
Для автомобілів дуже важливо, щоб в'язкість олії у двигуні відповідала нормі. Щоб деталі автомобіля служили якнайдовше, необхідно по можливості зменшити тертя. Для цього їх покривають товстим шаром моторної олії. Масло повинно бути досить в'язким, щоб якомога довше залишатися на поверхнях, що труться. З іншого боку, воно має бути досить рідким, щоб проходити масляними каналами без помітного зменшення швидкості потоку навіть у холодну погоду. Тобто навіть при низьких температурах олія повинна залишатися не дуже в'язкою. До того ж, якщо олія занадто в'язка, то тертя між рухомими деталями буде високим, що призведе до збільшення витрати палива.
Моторне масло - це суміш різних масел і добавок, наприклад антиспінюючих і миючих присадок. Тому знати в'язкість самої олії недостатньо. Необхідно також знати кінцеву в'язкість продукту, і за необхідності змінювати її, якщо вона відповідає прийнятим стандартам.
Зміна олії
У міру використання відсоток добавок в моторному маслі зменшується і сама олія стає брудною. Коли забруднення занадто велике і додані до нього присадки згоріли, масло стає непридатним, тому його необхідно регулярно міняти. Якщо цього не робити, то бруд може засмічити масляні канали. В'язкість масла зміниться і не відповідатиме стандартам, викликаючи різні проблеми, наприклад, забиті масляні канали. Деякі ремонтні майстерні та виробники олії радять міняти його кожні 5 кілометрів (3 000 миль), але виробники автомобілів і деякі автомеханіки стверджують, що заміни олії після кожних 8 0 до 24 000 кілометрів (від 5 справний і в хорошому стані. Заміна кожні 5 кілометрів підходить для більш старих двигунів, і зараз поради про таку часту заміну масла - рекламний хід, що змушує автолюбителів купувати більше масла і користуватися послугами сервісних центрів частіше, ніж це насправді необхідно.
У міру того, як конструкція двигунів покращується, збільшується і відстань, яку може проїхати автомобіль без заміни олії. Тому, щоб вирішити, коли варто залити в автомобіль нову олію, керуйтеся інформацією в інструкції з експлуатації або сайтом виробника автомобіля. У деяких транспортних засобах також встановлені датчики, які стежать за станом олії – їх також зручно використовувати.
Як правильно вибрати моторне масло
Щоб не помилитися з вибором в'язкості, при виборі олії потрібно враховувати для якої погоди та для яких умов вона призначена. Деякі масла призначені для роботи в холодних або, навпаки, у спекотних умовах, а деякі хороші за будь-якої погоди. Олії також ділять на синтетичні, мінеральні та змішані. Останні складаються із суміші мінеральних та синтетичних компонентів. Найдорожчі олії – синтетичні, а найдешевші – мінеральні, тому що їх виробництво дешевше. Синтетичні масла стають все більш популярними завдяки тому, що вони довше служать, і їхня в'язкість залишається незмінною у великому інтервалі температур. Купуючи синтетичне моторне масло, важливо перевірити, чи буде ваш фільтр служити так само довго, як і масло.
Зміна в'язкості моторної олії у зв'язку із зміною температури відбувається в різних оліях по-різному, і ця залежність виражається індексом в'язкості, який зазвичай вказують на упаковці. Індекс рівний нулю - для олій, в'язкість яких найбільше залежить від температури. Чим менше в'язкість залежить від температури, тим краще, тому автомобілісти віддають перевагу маслам з високим індексом в'язкості, особливо в холодному кліматі, де різниця температур між гарячим двигуном і холодним повітрям дуже велика. На даний момент індекс в'язкості синтетичних масел вище, ніж мінеральних. Змішані олії знаходяться посередині.
Щоб в'язкість олії довше залишалася незмінною, тобто, щоб підвищити індекс в'язкості, олію нерідко додають різні присадки. Часто ці присадки згоряють до рекомендованого терміну заміни олії, тобто олія стає менш придатною для вживання. Водії, що використовують олії з такими добавками, змушені або регулярно перевіряти, чи достатня концентрація цих добавок в олії, або часто міняти олію, або задовольнятися олією зі зниженими якостями. Тобто, олія з високим індексом в'язкості не тільки дорога, але до того ж потребує постійного контролю.
Олія для інших транспортних засобів та механізмів
Вимоги до в'язкості олій для інших транспортних засобів часто збігаються з вимогами до автомобільних олій, але іноді вони відрізняються. Наприклад, вимоги до масла, яке використовують для велосипедного ланцюга, інші. Власникам велосипедів зазвичай доводиться вибирати між нев'язким маслом, яке легко наносити на ланцюг, наприклад з аерозольного розпилювача, і в'язким, яке добре і довго тримається на ланцюзі. В'язке масло ефективно зменшує силу тертя і не змивається з ланцюга під час дощу, але швидко забруднюється, тому що у відкритий ланцюг потрапляють пил, суха трава та інший бруд. З нев'язким маслом немає таких проблем, але його доводиться часто наносити заново, а неуважні або недосвідчені велосипедисти іноді не знають цього і псують ланцюг та шестерні.
Вимірювання в'язкості
Для вимірювання в'язкості використовують пристрої, які називаються реометрами або віскозиметрами. Перші застосовують для рідин, чия в'язкість змінюється в залежності від навколишніх умов, а другі працюють з будь-якими рідинами. Деякі реометри є циліндром, який обертається всередині іншого циліндра. Вони вимірюють силу, з якою рідина у зовнішньому циліндрі обертає внутрішній циліндр. В інших реометрах рідину наливають на пластину, поміщають у неї циліндр, і вимірюють силу, з якою рідина діє циліндр. Існують і інші типи реометрів, але принцип їхньої роботи схожий - вони вимірюють силу, з якою рідина діє на рухомий елемент цього пристрою.
Віскозиметри вимірюють опір рідини, що переміщається усередині вимірювального приладу. Для цього рідину проштовхують через тонку трубку (капіляр) і вимірюють опір рідини руху по трубці. Цей опір можна дізнатися, вимірявши час, який потрібно, щоб рідина просунулась на певну відстань у трубці. Час перетворюють на в'язкість за допомогою обчислень або таблиць, що є в документації для кожного пристрою.
В'язкість рідин
Динамічна в'язкість, або коефіцієнт динамічної в'язкості ƞ (ньютонівської), визначається формулою:
η = r / (dv/dr),
де r – сила в'язкого опору (на одиницю площі) між двома сусідніми шарами рідини, спрямована вздовж їхньої поверхні, а dv/dr – градієнт їх відносної швидкості, взятий у напрямку, перпендикулярному напрямку руху. Розмірність динамічної в'язкості ML -1 T -1 , її одиницею у системі СГС служить пуаз (пз) = 1г/см*сек=1дин*сек/см 2 =100 сантипуазам (спз)
Кінематична в'язкістьвизначається ставленням динамічної в'язкості до щільності рідини p. Розмірність кінематичної в'язкості L 2 T -1 її одиницею в системі СГС служить стокс (ст) = 1 см 2 /сек = 100 сантистоксам (ст).
Плинність φ є величиною, зворотної динамічної в'язкості. Остання для рідин зменшується зі зниженням температури приблизно за законом φ=А+В/Т, де А і є характеристичними постійними, а Т позначає абсолютну температуру. Величини А та В для великої кількості рідин були дані Беррером.
Таблиця в'язкість води
Дані Бінгхема та Джексона, вивірені за національним стандартом у США та Великобританії на 1 липня 1953 року, при 20 0 С = 1,0019 сантипуазу.
|
Температура, 0 С |
Температура, 0 С |
||
Таблиця в'язкість різних рідин Ƞ, спз
|
Рідина |
|||||||||
|
Бромбензол |
|||||||||
|
Кислота мурашина |
|||||||||
|
Кислота сірчана |
|||||||||
|
Оцтова кислота |
|||||||||
|
Олія рицинова |
|||||||||
|
Олія прованська |
|||||||||
|
Сірковуглець |
|||||||||
|
Спирт метиловий |
|||||||||
|
Спирт етиловий |
|||||||||
|
Вуглекислота (рідка) |
|||||||||
|
Вуглець чотирихлористий |
|||||||||
|
Хлороформ |
|||||||||
|
Етилацетат |
|||||||||
|
Етилформіат |
|||||||||
|
Ефір етиловий |
Відносна в'язкість деяких водних розчинів (таблиця)
Концентрація розчинів передбачається нормальним, який містить в 1л один грам-еквівалент розчиненої речовини. В'язкостідано по відношенню до в'язкості води при тій же температурі.
|
Речовина |
Температура, °С |
Відносна в'язкість |
Речовина |
Температура, °С |
Відносна в'язкість |
|
Кальцій хлористий |
|||||
|
Амоній хлористий |
Кислота сірчана |
||||
|
Калій йодистий |
Кислота соляна |
||||
|
Калій хлористий |
Натрій їдкий |
Таблиця в'язкість водних розчинів гліцерину
|
Питома вага 25 ° / 25 ° С |
Ваговий відсоток гліцерину |
|||
В'язкість рідин при високих тисках за Бріджменом
Таблиця відносна в'язкість води при високих тисках
|
Тиск кгс/см3 |
||||
Таблиця відносна в'язкість різних рідин при високих тисках
Ƞ=1 при 30°С та тиск 1 кгс/см 2
|
Рідина |
Температура, °С |
Тиск кгс/см 2 |
|||
|
Сірковуглець |
|||||
|
Спирт метиловий |
|||||
|
Спирт етиловий |
|||||
|
Ефір етиловий |
|||||
В'язкість твердих тіл (ПЗ)
Таблиця в'язкість газів та парів
Динамічна в'язкість газівзазвичай виявляється у мікропуазах (мкпз). Відповідно до кінетичної теорії в'язкість газів повинна не залежати від тиску і змінюватися пропорційно до квадратного кореня з абсолютної температури. Перший висновок виявляється загалом правильним, винятком є дуже низький і дуже високий тиск; Другий висновок вимагає деяких поправок. Для зміни в залежності від абсолютної температури Т найчастіше застосовується формула:
|
Газ чи пара |
Постійна Сезерленда, С |
||||||||
|
Оксид азоту |
|||||||||
|
Кисень |
|||||||||
|
Пари води |
|||||||||
|
Сірчистий газ |
|||||||||
|
Спирт етиловий |
|||||||||
|
Вуглекислота |
|||||||||
|
Вуглецю окис |
|||||||||
|
Хлороформ |
|||||||||
Таблиця в'язкість деяких газів при високих тисках (мкпз)
|
Температура, 0 С |
Тиск у атмосферах |
|||||
|
Вуглекислота |
||||||
Для визначення кінематичної в'язкості віскозиметр підбирають таким чином, щоб час течії нафтопродукту було не менше ніж 200 с. Потім його ретельно промивають та висушують. Пробу випробуваного продукту профільтровують паперовий фільтр. В'язкі продукти перед фільтруванням підігрівають до 50-100оС. За наявності у продукті води його осушують сульфатом натрію або крупнокристалічної кухонною сіллю з подальшим фільтруванням. У термостатірующем пристрої встановлюють необхідну температуру. Точність підтримки обраної температури має велике значення, тому термометр термостата повинен бути встановлений так, щоб його резервуар виявився приблизно на рівні середини віскозиметра капіляра з одночасним зануренням всієї шкали. В іншому випадку вводиться поправка на стовпчик ртуті, що виступає, за формулою:
^ T = Bh (T1 - T2)
- B – коефіцієнт температурного розширення робочої рідини термометра:
- для ртутного термометра – 0,00016
- для спиртового – 0,001
- h – висота виступаючого стовпчика робочої рідини термометра, виражена в поділах шкали термометра
- T1 – задана температура у термостаті, оС
- T2 – температура навколишнього повітря поблизу середини стовпчика, що виступає, оС.
Визначення часу закінчення повторюють кілька разів. Відповідно до ГОСТ 33-82 число вимірів встановлюють залежно від часу закінчення: п'ять вимірювань - за часу закінчення від 200 до 300 с; чотири - від 300 до 600 с і три - за часу закінчення понад 600 с. При проведенні відліків необхідно стежити за сталістю температури та відсутністю бульбашок повітря.
Для розрахунку в'язкості визначають середнє арифметичне значення часу закінчення. При цьому враховують лише ті відліки, які відрізняються не більше ніж на ± 0,3 % при точних та на ± 0,5 % при технічних вимірах від середнього арифметичного.
