Вязкость жидкости. методы определения вязкости жидкости

Вязкость в практическом применении

На практике известны различные способы применения свойств жидкостной вязкости. В практическом смысле определить данную величину нужно: в работе нефтеперерабатывающей отрасли, деятельности с дисперсными, многофазными средами, ведь данные сферы подразумевают наличие определенных знаний о физических особенностях сред, особенно показателя их внутреннего трения.

Новые вискозиметры изготовляются из качественных материалов с использованием исключительно передовых технологий. В совокупности это дает возможность осуществлять деятельность с большой температурой и показателем давления без негативного влияния на оборудование. Жидкостная вязкость огромное значение имеет в промышленности, так как переработка, транспортировка, добыча зависимы напрямую от того значения внутреннего трения, что характерен для жидкостной смеси.

Вязкость жидкости также достаточно важна для медицинского оборудования. Поступление смеси газа с помощью эндотрахеальной трубки зависимо от внутреннего трения этого газа. В этом случае, будет наблюдаться изменение показателей вязкости конкретной среды на проникновение воздуха непосредственно через аппарат.

Когда вводятся лекарственные препараты и вакцины через шприц, наблюдается реальный пример действия вышеуказанного процесса. Несмотря на начальное пренебрежение исследователями этого физического явления, в такой момент просматривается перепад давления на кончике иголки, когда впрыскивается жидкость. Высокое давление возникает на наконечнике и является результатом процесса внутреннего трения.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что вязкость среды — это определенная физическая величина, что характеризуется широким применением на практике. В промышленности, медицине, лаборатории достаточно часто наблюдается внутреннее трение. Осуществление работы самого простого лабораторного оборудования зависит напрямую от уровня вязкости среды, что используется в экспериментах.

Определение динамической вязкости разбавленных растворов полимеров (по ГОСТ 18249-72)

Концентрацию раствора полимера выбирают так, чтобы отношение времени истечения раствора т ко времени истечения растворителя то составляло 1,2-1,6. В соответствии с этим подбирают вискозиметр.

Величина навески полимера, выбор растворителя, его объем и условия растворения указываются в стандартах или технических условиях на данный полимер.

При определении вязкости на вискозиметрах типа ВПЖ-2 приготовляют растворы четырех концентраций, на вискозиметре ВПЖ-1-одной концентрации; растворы меньших концентраций получают разбавлением в самом вискозиметре. Для этого в вискозиметр наливают 13-16 мл раствора, измеряют время истечения, после чего последовательно добавляют измеренный объем растворителя и перед каждым последующим измерением времени истечения тщательно перемешивают. Концентрацию разбавленного раствора А1 вычисляют по формуле:

где А — концентрация раствора полимера, залитого в вискозиметр, г/мл; V — объем раствора в вискозиметре, мл; V1 — объем добавленного растворителя, мл.

Вискозиметр типа ВПЖ-2 заполняют чистым растворителем или раствором так же, как описано выше. Отклонения температуры термостатирования не должны превышать при комнатных температурах ±0,05 °С, при повышенных ±0,15 °С. Уровень термостатирующей жидкости должен быть на 3-4 см ниже верхнего конца колена вискозиметра.

После 15-минутного термостатирования вискозиметра с растворителем или раствором полимера определяют время истечения растворителя т0 или растворов различных концентраций т. При этом за результат принимают среднее арифметическое не менее трех определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,4 с.

Динамическая вязкость разбавленных растворов n или растворителя n0 (в сантипуазах) вычисляют по формулам:

где С — постоянная вискозиметра, сСт/с; р, р0 — плотность раствора полимера или растворителя при температуре испытания, г/см3; т, т0 — время истечения раствора или растворителя, с.

Что классификация по SAE означает на практике

На практике комплексная характеристика, заложенная в классификатор по SAE, означает не просто температурный диапазон, в котором рассматриваемый смазочный материал может эксплуатироваться. 

Если с зимней частью обозначения универсальных масел 5W-40 и 5W-30 все более-менее понятно то, как интерпретировать летние обозначения 40 и 30? Здесь самым общим и мало что означающим будет ответ: температурное ограничение при летней эксплуатации.

На самом деле летнее ограничение по вязкости весьма условно и косвенно связано с другими, более понятными причинами:

• более густые смазки лучше удерживаются на поверхности трущихся деталей при более высокой температуре, в то время как маловязкие масла в летнюю жару при простое автомобиля в значительном количестве стекают в поддон;
• в летнее время общая температура масла несколько выше в двигателе, так как градиент отвода тепла летом ниже из-за меньшей разницы между температурой двигателя и температурой окружающей среды.

То есть у густых смазок летом в теории более высокие защитные свойства. Однако здесь тоже не все так просто. Почти все увязано на конструктивные особенности мотора.

Смазка двигателя разбрызгиванием масла

Например, если изначально в двигателе проектируемые зазоры больше, то при одной и той же температуре окружающей среды в двигателе лучше сработают более густые масла.

Пленка будет толще и надежнее. Для маленьких зазоров, наоборот, слишком густые смазки могут недостаточно интенсивно пробиваться в зазоры и тем самым подвергать двигатель опасности сухого трения.

Поэтому разница между вязкостью масел 5W-40 и 5W-30 в отношении каждого отдельно взятого мотора может быть как значительной, так и не играть практически никакой роли.

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 см3 вытекающий жидкой среды. Вискозиметр, измеряющий вязкость в универсальных секундах Сейболта («SUS или «SSU), используемый в США, содержит 60 см3 испытываемой жидкости. В Англии, где используются градусы Редвуда (°RJ), вискозиметр проводит измерения вязкости 50 см3 жидкости. Например, если 200 см3 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.

Динамическая вязкость газов при температуре от -213 до 1927°С

В таблице представлены значения коэффициента динамической вязкости газов в зависимости от температуры при атмосферном давлении. Вязкость газов указана при отрицательных от 60К (-213°С) и положительных температурах до 2200К (1927°С).

Вязкость в таблице выражена в Па·сек с множителем 10-6. Например, коэффициент динамической вязкости газа аргона при температуре 27°С (300 К) равен 22,7·10-6 или 0,0000227 Па·с.

В таблице указан коэффициент динамической вязкости следующих газов: гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, водород H₂, дейтерий D₂, азот N₂, кислород O₂, фтор F₂, хлор Cl₂, окись углерода CO, углекислый газ CO₂, сероводород H₂S, углерода оксид-сульфид (сероокись, карбонилсульфид) COS, синильная (циинистоводородная) кислота (цианистый водород) HCN, дициан C₂N₂, силан (кремневодород, гидрид кремния) SiH₄, воздух, фосфин PH₃, четыреххлористый углерод (тетрахлорметан, ЧХУ) CCl₄, бром Br₂, иод I₂, аммиак NH₃, водород хлористый (газообразная соляная кислота, хлороводород) HCl, водород йодистый (йодоводород) HI, окись азота NO, оксид азота NO₂, оксид азота N₂O, сернистый газ SO₂, водяной пар H2O.

Следует отметить, что с ростом температуры значение динамической вязкости газов увеличивается.

1. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.
2. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

Методы определения вязкости жидкости

Вискозиметрия – это измерение вязкости. На современном этапе развития науки найти значение вязкости жидкости практическим путем можно четырьмя способами:

1. Капиллярный метод. Для его проведения необходимо иметь два сосуда, соединенных стеклянным каналом небольшого диаметра известной длины. Также нужно знать значения давления в одном сосуде и в другом. Жидкость помещается в стеклянный канал, и за определенный промежуток времени она перетекает из одной колбы в другую.

Дальнейшие подсчеты производятся с помощью формулы Пуазейля для нахождения значения коэффициента вязкости жидкости.

На практике жидкие среды могут представлять собой раскаленные до 200-300 градусов смеси. Обычная стеклянная трубка в таких условиях просто бы деформировалась или даже лопнула, что недопустимо. Современные капиллярные вискозиметры собраны из качественного и стойкого материала, который легко переживает такие нагрузки.

2. Медицинский метод по Гессе. Чтобы рассчитать вязкость жидкости таким способом, необходимо иметь не одну, а две идентичные капиллярные установки. В одну из них помещают среду с заранее известным значением внутреннего трения, а в другую – исследуемую жидкость. Далее измеряют два значения времени и составляют пропорцию, по которой выходят на нужное число.

3. Ротационный метод. Для его проведения необходимо иметь конструкцию из двух соосных цилиндров. Это значит, что один из них должен быть внутри другого. В промежуток между ними заливают жидкость, а затем придают скорость внутреннему цилиндру. Эта угловая скорость также сообщается жидкости. Разница в силе момента позволяет вычислить вязкость среды.

4. Определение вязкости жидкости методом Стокса. Для проведения этого опыта необходимо иметь вискозиметр Гепплера, который представляет собой цилиндр, заполненный жидкостью. Перед началом эксперимента делают две пометки на цилиндре и измеряют длину между ними. Затем берут шарик определенного радиуса R и опускают его в жидкую среду. Чтобы определить скорость его падения, находят время передвижения объекта от одной метки до другой. Зная скорость движения шарика, можно вычислить вязкость жидкости.

Правила выбора

О том, что моторное масло должно быть качественным, знает каждый автомобилист. Но как выбрать действительно хороший продукт, для многих остаётся загадкой. При выборе следует придерживаться нескольких простых правил.

Чтобы масло получило одобрение на использование, оно должно пройти несколько проверок. В качестве продукции, прошедшей эту процедуру, можно не сомневаться. На этикетке такого масла обозначается марка машины и специальный индекс. Сравнив его с данными, указанными в технической документации к машине, можно точно узнать, подходит ли оно для конкретного авто.

Следующий заслуживающий внимания момент — это состав. Качественное масло должно иметь в своём составе:

• масляную основу (75−85%);
• пакет присадок (10−20%);
• модификатор вязкости (5−10%).

Чтобы определить свойства моторного масла, необходимо правильно разбираться в его классификации. Для машин японского, американского и европейского производства общепринятыми считаются стандарты API, АСЕА и ILSAC.

Наибольшее распространение получила классификация, созданная Американским институтом топлива в 1969 году. Согласно API масла принято делить на четыре вида: для бензиновых двигателей, дизельных моторов, двухтактных устройств и трансмиссий.

Маркировка масляных изделий для бензиновых моторов представляет собой сочетание двух латинских букв. Первая — это буква S. Вторая может быть любой, но чем ближе она к началу алфавита, тем лучше. Маркировку SN считают самой оптимальной.

Дизельные масла маркируются по такому же принципу, но первой в обозначении указывается буква C (например, CJ). Если на этикетке присутствует двойная надпись типа SN/CF, значит, этот продукт подходит для дизельных и бензиновых двигателей.

Если на ёмкости с маслом не указаны сведения о том, какому стандарту качества оно соответствует, это свидетельствует о том, что оно не сертифицировано, либо класс, к которому оно отнесено, устарел и больше не используется.

Будет также интересно: Выкуп автомобилей: как выгодно и быстро избавиться от авто

Относительная вязкость

Эта величина представляет собой отношение коэффициента динамической вязкости исследуемого жидкого вещества  (обозначение μ) к такому же коэффициенту, характерному для чистого  растворителя (обозначение μ), измеренным при одинаковых условиях:

μr = μ / μ

Измерения проводятся также специальным вискозиметром с отверстием определенного калибра. Через это отверстие пропускают  60 кубических сантиметров  образца исследуемого вещества либо при температуре 100 градусов по Фаренгейту (37,8 градуса Цельсия), либо при температуре 210 градусов по Фаренгейту (98,9 градуса Цельсия), после чего  засекают время истечения исследуемого образца.

Методы измерения

Существует четыре способа измерения коэффициента вязкости:

1. Вибрационный. Специальный прибор — вискозиметр — погружают в исследуемую среду. Показателем вязкости будет частота вибраций зонда, погруженного в жидкость.
2. Ротационный. Ротационный вискозиметр определяет величину вязкости с помощью определения вращающего момента цилиндрических роторов, опущенных в образец жидкости. Величина вязкости пропорциональна вращающему моменту.
3. Капиллярный. Вискозиметр представляет собой колбу, через которую за определенное время протекает исследуемая жидкость. Разница давлений на концах трубки определяет величину вязкости жидкости.
4. Метод падающего шарика или метод Стокса. В вискозиметр с жидкостью опускают цилиндрический или круглый предмет. Время, за которое шарик достиг определённой отметки внутри вискозиметра будет показывать вязкость воды. При этом плотность и объем самого объекта заранее известны.

Вязкость грунта

Грунт — многокомпонентное геологическое образование, включающее в себя почвы, различные горные породы, являющееся объектом инженерно-строительной деятельности человека.

Вязкость грунтов определяет их сопротивление течению под воздействием внешних сил. Этот показатель зависит от их структуры, химико-минералогического состава. Коэффициент вязкости для грунтов разного типа колеблется в широких диапазонах: от 102–104 пз для илов до 1022 пз для известняка. С увеличением плотности грунта его вязкость, а кроме того, порог ползучести увеличиваются.

По величине вязкости данной среды выделяются:

• наименее вязкие горные породы (тощие глины, гипсы, соли, тонкослоистые алевролито-глинистые толщи);
• слабовязкие породы (песчано-глинистые, тонкослоистые известняково-мергелистые, флишевые толщи);
• сильно вязкие породы (слабослоистые песчаниковые, конгломератовые, карбонатные, вулканогенные);
• наиболее вязкие породы (кристаллические сланцы, граниты, гнейсы).

2.1. Основные свойства капельных жидкостей

Основная система единиц, применяемая в настоящее время это система СИ. Основными механическими единицами системы СИ являются: длина, измеряемая в метрах, масса, измеряемая в кг, время, измеряемое в секундах.

1. Плотностью

называется масса вещества, содержащаяся в единице объема. Различают абсолютную и относительную плотность. Абсолютная плотность для однородной жидкости равняется величине массыМ жидкости в объемеV, поделенной на величину этого объемаV Плотность измеряется в системе СИ в кг/м 3 , плотность пресной воды при 4ºС составляетρв

= 1000 кг/м 3 , морской водыρмв = 1025 кг/м 3 , плотность рабочей жидкости МГ-30 при 20 ºСρрж = 880 кГ/м 3 , плотность воздуха –ρвз = 1,25 кг/м 3 .

Относительной плотностью называется отношение плотности жидкости при заданной температуре к плотности воды при температуре 4 °С, поскольку масса 1 л воды при 4 °С равна 1 кг. Относительная плотность обозначается δ .

Например, если 1 л бензина при 20 °С имеет массу 730 г, а 1 л воды при 4 °С – 1000 г, то относительная плотность бензина будет равна 0,73.

Относительная плотность для ртути δрт= ρрт/ρв= 13600/1000 = 13,6, для воздуха δвз= ρвз/ρв = 0,00125, для рабочей жидкости- масла на минеральной основе δж= ρж/ρв= 880/1000 = 0,88

2. Удельным весом

называют вес единицы объема жидкости. Для однородной жидкости удельный вес равняется величине весаG жидкости, поделенной на величину объемаV , который она занимает

Удельный вес измеряется в системе СИ в Н/м 3 .

В системе СИ удельный вес воды при 4ºС составляет γ =ρв*g = 1000*9,81 = 9,81*10 3 Н/м 3 , удельный вес рабочей жидкости МГ-30 при 20 ºС составляетγ = 880*9,81 = 8,64*10 3 Н/м 3 .

В технической системе МКГСС – длина в метрах, основная единица – сила в килограммах силы(кГс), время в секундах.

Удельный вес воды в системе МКГСС равен γв

= 1000 кГс/м 3 , а рабочей жидкостиγрж = 880 кГс/м 3 .

Если жидкость неоднородна, то формулы (2.1) и (2.2) определяют средние значения удельного веса или плотности.

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.

Определение — динамическая вязкость

ZIC XQ Fully Synthetic Определение динамической вязкости производится на основе закона Стокса или закона Пуазейля.  

Определение динамической вязкости этими приборами основано на зависимости величины динамической вязкости от перепада давления на капиллярной трубке при постоянном расходе жидкости. При прокачивании через капилляр жидкости с постоянным расходом измерение ее динамической вязкости сводится к измерению перепада давления на капилляре. Для поддержания неизменной величины расхода жидкости применен дозирующий насос шестеренчатого типа.  

Определение динамической вязкости по этим формулам требует значительного времени, так как опытное определение некоторых входящих в них величин, например радиуса капилляра г и других, представляет известные экспериментальные трудности. Однако практически задача может быть значительно упрощена, если воспользоваться заранее определенной вязкостной характеристикой некоторой стандартной жидкости.  

Определение динамической вязкости заключается в установлении времени истечения под постоянным давлением определенного объема ( равного объему шарика вискозиметра) испытуемого нефтепродукта через капиллярную трубку вискозиметра, для которого заранее установлена его постоянная.  

Определение динамической вязкости по этим формулам требует значительного времени, так как опытное определение некоторых входящих Б них величин, например радиуса капилляра г и других, представляет известные экспериментальные трудности. Однако практически задача может быть значительно упрощена, если воспользоваться заранее определенной вязкостной характеристикой некоторой стандартной жидкости.  

Определение динамической вязкости исследуемого масла проводят так же, как это было описано выше при определении постоянной вискозиметра, но при одном наполнении и при одном давлении ( обычно при 150 мм рт. ст.), а время тоже берут среднее из шести замеров. Время наполнения и истечения масла из шарика а должно укладываться в пределах 100 — 360 сек.  

Для определения динамической вязкости в капиллярном вискозиметре оба колена вискозиметра через четырехходовой кран соединяют с манометром, который, в свою очередь, соединен через воздушный буфер с источником давления.  

Для определения динамической вязкости требуются точные данные о плотности, которые часто отсутствуют, особенно для жидких сплавов. Чтобы получить динамическую вязкость, часто приходится вычислять плотность; для сплавов обычно пользуются законом Ве-гарда

Полученными результатами следует пользоваться с осторожностью, так как указанный закон часто не выполняется, особенно в сплавах с высокими отрицательными энтальпиями смешения.  . Для определения динамической вязкости нефтепродуктов согласно ГОСТ применяется капиллярный вискозиметр Уббелоде-Гольде, а для определения кинематической вязкости нефтепродуктов — капиллярные вискозиметры Пинкевича и Воларовича

 

Для определения динамической вязкости нефтепродуктов согласно ГОСТ применяется капиллярный вискозиметр Уббелоде-Гольде, а для определения кинематической вязкости нефтепродуктов — капиллярные вискозиметры Пинкевича и Воларовича.  

Динамическая вязкость.

Для определения динамической вязкости водно-спиртовых ра-ггворов нами по этим данным составлены графики, позволяющие эпределить значения ее для концентраций, выраженных как в объем-шх, так и в массовых процентах.  

Метод определения динамической вязкости применяется в научно-исследовательских работах.  

Методы определения динамической вязкости применяются в научно-исследовательских работах.  

При определении динамической вязкости величину первоначально подвешиваемого — груза подбирают с таким расчетом, чтобы продолжительность трех оборотов цилиндра составила не менее 30 сек. Измерения проводят до тех пор, пока по четырем последовательным отсчетам времени не получат данные, расходящиеся не более чем на 10 % от среднего арифметического сравниваемых измерений. Затем увеличивают груз и снова отсчитывают продолжительность трех оборотов цилиндра.  

При определении динамической вязкости величина первоначально подвешиваемого груза подбирается с таким расчетом, чтобы время трех оборотов цилиндра составило не менее 30 сек. При этом измерения производят до тех пор, пока четыре последовательных отсчета времени не дадут данные, расходящиеся не более чем на 10 % от среднего арифметического сравниваемых измерений. Затем увеличивают груз и снова производят отсчеты времени трех оборотов цилиндра.  

Разновидности вязкости

Динамическая (абсолютная) вязкость, а точнее её коэффициент ƞ, вычисляется с помощью формулы:

\(\eta\;=\;r\;/\;(dv/dr)\)

Где r — сила вязкого сопротивления между соседними слоями жидкости, направленная вдоль их поверхности, а \(dv/dr\) — градиент их относительной скорости, взятый по направлению, перпендикулярному к направлению движения.

Размеренность динамической вязкости ML-1T-1, ее единицей в системе СГС служит пуаз (пз) = 1г/см*сек=1дин*сек/см2=100 сантипуазам (спз).

Пуаз показывает изменение потерь давления за определённое время. При увеличении температуры динамическая вязкость уменьшается. 

Кинематическая вязкость зависит от плотности вещества. Она рассчитывается по формуле:

\( v=\frac{\eta}{P}\)

Где p — плотность вещества, η — динамическая вязкость.

Величиной измерения кинематической вязкости считаются сантистоксы (сСт). Их можно перевести в стандартную систему измерения следующим образом: 1 сСт = 1 мм2/c = 10−6 м2/c.

Вязкость краски

Вязкость — важный показатель для лакокрасочных материалов. Для краски это основа ее качества, устойчивости к разрушению в процессе работы. Вязкость определяет толщину краски, способ ее нанесения (кистью, валиком, распылителем и пр.), влияет на производительность.

Неправильная вязкость краски или лака может спровоцировать растрескивание вещества на поверхности. Данный параметр зависит от ряда факторов:

• химический состав;
• концентрация разбавителя или растворителя;
• температура (самой краски, поверхности, воздуха).

Для перекачивания лакокрасочных материалов лучше всего подходят мембранные пневматические насосы.

Единица измерения коэффициента динамической вязкости

В Международной системе единиц (СИ) паскаль, умноженный на секунду — единица измерения динамической вязкости. Специального названия единица динамической вязкости не имеет. Единицу измерения коэффициента внутреннего трения легко получить, если использовать выражение (2). Рассмотрим единицы измерения физических величин, которые входят в правую часть формулы (2). Так $\left=$м; $\left=\frac{м}{с}$; $\left=\frac{кг}{м^3}$, получим:

\=\left=\left\left\left=м\cdot \frac{м}{с}\cdot \frac{кг}{м^3}=\frac{кг}{м\cdot с}=Па\cdot с.\]

В системе СГС (сантиметр, грамм, секунда) пуаз — единица измерения динамической вязкости. Соотношение между $Па\cdot с$ (единица измерения динамической вязкости в СИ) и паузом:

\

Какая вязкость лучше подходит для двигателя

Чтобы понимать, почему нельзя использовать ту вязкость масла, которая нам больше нравится или кажется более подходящей, нужно понимать, как вязкость влияет на работу двигателя. К примеру, есть ряд маловязких спортивных масел, но, если мы зальем одно из них в обычный двигатель, он не станет от этого спортивным и более быстрым, а, напротив, быстро потеряет мощность и просто «сдохнет».

Вязкость масла подбирается, исходя из его конструкции, рекомендуется производителем и выходить за рекомендованные рамки нельзя. Детали двигателей имеют разные зазоры, новые модели двигателей рассчитаны на экономию топлива и масла, зазоры между деталями минимальные, такие моторы требуют маловязких масел, если же залить более густое, движущиеся элементы будут работать под нагрузкой, постоянно перегреваться, что со временем приведет к ряду неприятных проблем.

Более старые конструкции двигатели имеют большие зазоры между деталями, это предусмотрено и самой конструкцией, и выработкой, которая появляется со временем. Такие двигатели требуют более густых масел, если залить менее густые, образуемая пленка будет недостаточно толстой, в местах контакта разорвется, что приведет к быстрому износу деталей.

Вязкость масла не может быть лучше или хуже, для каждого конкретного двигателя она может быть просто подходящей. В сервисной книжке вы найдете рекомендации как минимум двух подходящих вязкостей для вашего двигателя, и именно между ними нужно выбирать. И не забываем про классы API и ACEA, а также допуски от производителей.

Примеры решения задач

Попробуем решить следующую задачу.

Установить тип движения жидкого вещества по трубам теплообменника, имеющего структуру «труба в трубе». Параметры внутренней трубы – 25*2 мм, внешней – 50*2,5 мм. Массовый расход воды составляет 4000 кг/ч (обозначение G). Плотность жидкости – 1000 кг/м3. Абсолютный индекс составляет 1•10-3 Па*с.

Действие 1.

Следует узнать эквивалентный диаметр сечения межтрубного пространства:

Действие 2.

Определение скорости воды на основе уравнения расхода:

Действие 3.

По формуле Рейнольдса найти число Re:

Подставляя значения, получаем:

Ответ:

режим перемещения воды в межтрубном пространстве является турбулентным.

Вязкость глицерина

Глицерин представляет собой органическое соединение, относящееся к группе спиртов (трехатомный спирт). Это бесцветная сиропообразная жидкость, сладковатая на вкус, с широким спектром использования: востребована не только в лекарственных и косметических целях, но и в пищевой, лакокрасочной, бумажной, текстильной промышленности, электротехнике, сельском хозяйстве и пр. Добывают глицерин из растительных жиров или посредством химического синтеза.

Вязкость глицерина довольно высока — составляет 1,48 Па•с при температуре 20 °С, а это почти в 1500 раз выше вязкости воды.

Для перекачивания глицерина больше всего подходят шестеренчатые, импеллерные и мембранные насосы.

Вязкость, как физическая величина

Согласно общему закону внутреннего трения Ньютона, сила внутреннего трения жидкости (f) зависти от:

• площади соприкосновения ее слоев (S)
• разности скоростей слоев (Δv)
• расстояния между слоями (Δh)
• молекулярных свойств жидкости

Коэффициент пропорциональности η, присутствующий в формуле, и зависящий от молекулярных сил сцепления жидкости, получил название коэффициент внутреннего трения, или динамическая вязкость.

Сводная таблица кинематическая вязкости нефтепродуктов

Жидкость	Температура	Кинематическая вязкость, сСт
Анилин	20	4,3
Бензин	15	0,65
Бензол	20	0,07
Глицерин 50% водный раствор	20	6
Глицерин 86% водный раствор	20	105
Глицерин безводный	20	870
Керосин	15	2,7
Нефть легкая	18	25
Нефть тяжелая	18	140
Скипидар	16	1,83
Спирт этиловый	20	2,54
Дизельное топливо (ГОСТ 305-82)	20	18 — 60
Масло авиационное МС, МК (ГОСТ 21743-76)	100	14 – 22
Масло веретенное АУ (ГОСТ 1642-75)	20	49
Масло индустриальное (ГОСТ 20799-75):	—	—
И-5А	50	4
И-8А	50	7
И-12А	50	12
И-25А	50	25
И-30А	50	30
И-40А	50	40
И-70А	50	70
И-100А	50	100
Касторовое масло	20	1002
Турбинное масло (ГОСТ 32-74, ГОСТ 9972-74):	—	—
ТП-30	50	30
ТП-46	50	46

Это интересно: Основные виды нефти — объясняем развернуто

Итоги

Масла одного класса вязкости, имеющие одинаковые спецификации, выполненные компанией, входящей в «большую пятерку» и имеющие одну масляную основу, обычно не вступают в агрессивное взаимодействие. Но если Вы не желаете иметь больших неприятностей, доливать лучше не больше 10-15% от общего объема. В ближайшее время после долива масло, лучше масло поменять полностью.

Перед выбором масла следует выяснить:

• дату выпуска автомобиля;
• наличие или отсутствии форсирования;
• наличие турбины;
• условия эксплуатации двигателя (городской, бездорожье, спортивные соревнования, перевозка грузов);
• минимальную окружающую температуру воздуха;
• степень износа мотора;
• степень совместимости двигателя и масла в Вашем авто.

Чтобы понять, когда следует менять масло, надо ориентироваться на документацию к автомобилю. Для некоторых машин есть увеличенные периоды (30 000- 50 000 км). Для России с учетом качества топлива, условий эксплуатации и сурового климата следует производить замену через 7 500 – 10 000 км.

Требуется периодически контролировать качество и количество масла

Обращайте внимание на его внешний вид. Пробег автомобиля и количество мото-часов (времени работы) двигателя могут не соответствовать друг другу

Находясь в пробке, двигатель работает в нагруженном тепловом режиме, но одометр не крутится (авто не едет). В результате автомобиль проехал не так много, а двигатель проработал много. В таком случае лучше масло менять раньше, не дожидаясь требуемого пробега по одометру.