تشكيلعلم

اللزوجة. معامل اللزوجة الديناميكية. المعنى المادي للمعامل اللزوجة

مؤشر اللزوجة - معلمة أساسية من وسائل العمل أو الغاز. من الناحية المادية، ويمكن تعريف اللزوجة كما الاحتكاك الداخلي الناجم عن حركة الجزيئات المكونة للكتلة (الغازي) المتوسطة السائل، أو ببساطة أكثر، ومقاومة الحركة.

ما هي اللزوجة

بسيطة تصميم التجربة العملية اللزوجة: صب سطح منحدر سلس في الوقت نفسه إلى مبلغ مساو من الماء والنفط. يتدفق الماء النفط أسرع. ومن أكثر مرونة. تتحرك بسرعة استنزاف النفط يمنع الاحتكاك العالي بين جزيئاته (المقاومة الداخلية - اللزوجة). وهكذا، زوجة السائل يتناسب عكسيا مع سيولة لها.

مؤشر اللزوجة: الصيغة

في شكل مبسط لعملية السائل اللزج في خط الانابيب يمكن اعتبار طبقات متوازية كما مسطحة A و B مع المساحة السطحية نفس S، والمسافة بين الذي هو حجم ساعة.

هاتين الطبقتين (A و B) تتحرك مع سرعات مختلفة (V و V + ΔV). وهناك طبقة وجود أعلى سرعة (V + ΔV)، ينطوي على حركة الطبقة B، والانتقال بسرعة أبطأ (V). في نفس الوقت طبقة B تميل إلى إبطاء معدل طبقة A. المعنى المادي للمعامل اللزوجة هو أن احتكاك الجزيئات التي تشكل مقاومة تدفق طبقات يشكل القوة التي إسحاق Nyuton التي وصفها الصيغة التالية:

F = μ × S × (ΔV / ساعة)

هنا:

  • ΔV - الفرق بين سرعة حركة طبقات تدفق السوائل.
  • ح - المسافة بين الطبقات تيار السائل.
  • S - المساحة السطحية للطبقة تدفق السوائل.
  • μ (مو) - عامل اعتمادا على خصائص السائل، ودعا اللزوجة الديناميكية المطلقة.

في SI وحدات الصيغة على النحو التالي:

μ = (F × ح) / (S × ΔV) = [با × ق] (× باسكال الثاني)

حيث F - قوة الجاذبية (الوزن) وحدة من حجم السائل الهيدروليكي.

قيمة اللزوجة

في معظم الحالات، ومعامل اللزوجة الديناميكية تقاس في centipoises (CP) وفقا لكلية الدراسات العليا النظام (سنتيمتر، غرام، الثانية). في الممارسة العملية، ويرتبط اللزوجة من نسبة الكتلة السائلة إلى حجمه، أي كثافة السائل:

ρ = م / V

هنا:

  • ρ - كثافة السائل.
  • م - كتلة السائل.
  • V - حجم السائل.

ويطلق على النسبة بين اللزوجة الديناميكية (μ) والكثافة (ρ) اللزوجة ν الحركية (ν - اليونانية - نو):

ν = μ / ρ = [م 2 / ث]

وبالمناسبة، وأساليب لتحديد معامل اللزوجة مختلفة. على سبيل المثال، اللزوجة الحركية لا يزال يقاس وفقا لنظام GHS في سنتي استوك (CST) وكميات submultiple - ستوكس (القديس):

  • 1 الفئة = 10 -4 م 2 / ث = 1 سم 2 / ثانية؛
  • 1sSt = 10 -6 م 2 / ث = 1 مم 2 / ثانية.

تقرير من لزوجة الماء

يتم تحديد معامل اللزوجة من الماء عن طريق قياس الوقت تدفق السوائل من خلال الأنابيب الشعرية معايرة. يتم معايرة هذا الجهاز باستخدام اللزوجة السائل القياسية المعروفة. لتحديد اللزوجة الحركية، ويقاس مم 2 / ث، في الوقت تدفق السوائل، وتقاس بالثواني، يتم ضرب قيمة ثابتة.

كما يتم استخدام وحدة مقارنة لزوجة من الماء المقطر، التي تقدر قيمتها تقريبا ثابت حتى عندما تكون التغيرات في درجات الحرارة. اللزوجة - نسبة الوقت بالثواني أن هناك حاجة إلى حجم ثابت من الماء المقطر لانتهاء حفرة معايرة، إلى نفس القيمة للسائل الاختبار.

مقاييس اللزوجة

يتم قياس اللزوجة في درجة ثانية إنجلر (° E) سيبولت العالمي ( "SUS) أو درجة الخشب الأحمر (درجة RJ) تبعا لنوع من مقياس غلفاني. هناك ثلاثة أنواع من مقاييس اللزوجة تختلف فقط في كمية تدفق المتوسطة السائل.

مقياس اللزوجة قياس اللزوجة في وحدة أوروبية درجة إنجلر (° E)، وتحسب لكل 200 سم 3 المتدفقة من المتوسط السائل. مقياس اللزوجة قياس اللزوجة في ثواني سيبولت العالمي ( "SUS أو" SSU)، وتستخدم في الولايات المتحدة، التي تحتوي على 60 سم 3 من سائل الاختبار. في انكلترا، حيث تستخدم درجات الخشب الأحمر (درجة RJ)، وتجري مقياس اللزوجة قياس اللزوجة من 50 سم 3 من السائل. على سبيل المثال، إذا 200 سم 3 من النفط يتدفق في عشر مرات أبطأ من نفس الكمية من المياه، واللزوجة هي 10 ° إنجلر E.

منذ الحرارة هي عامل رئيسي في تغيير نسبة اللزوجة، وتتم القياسات عادة من البداية في درجة حرارة ثابتة من 20 درجة مئوية، ثم في القيم العليا. ونتيجة لذلك، وبالتالي، وأعرب عن طريق إضافة درجة حرارة مناسبة، على سبيل المثال، 10 ° E / 50 ° C أو 2.8 ° E / 90 ° C. اللزوجة السائل عند 20 درجة C أعلى من اللزوجة عند ارتفاع درجات الحرارة. الزيوت الهيدروليكية لها اللزوجة في درجات الحرارة منها ما يلي:

190 سنتيستوك في 20 ° C = 45.4 سنتيستوك في 50 ° C = 11.3 سنتيستوك في 100 ° C.

قيم الترجمة

تحديد اللزوجة يحدث في أنظمة مختلفة (الأمريكية والبريطانية وGHS)، وبالتالي غالبا ما يضطرون لتحويل البيانات من نظام قياس واحد إلى آخر. لتحويل القيم من اللزوجة من السوائل وأعرب في درجة إنجلر في سنتي استوك (مم 2 / ث) باستخدام الصيغة التجريبية التالية:

ν (CST) = 7،6 × ° E × (1-1 / درجة E3)

على سبيل المثال:

  • 2 ° E = 7،6 × 2 × (1-1 / 23) = 15،2 × (0875) = 13،3 سنتيستوك.
  • 9 ° E = 7،6 × 9 × (1-1 / 93) = 68،4 × (0،9986) = 68،3 العلم والتكنولوجيا.

من أجل تحديد ما اللزوجة القياسية الصيغة الهيدروليكية يمكن تبسيط النفط على النحو التالي:

ν (CST) = 7،6 × ° E (مم 2 / ث)

وجود اللزوجة الحركية ν في مم 2 / ثانية أو العلم والتكنولوجيا، يمكن تحويلها إلى معامل اللزوجة الديناميكية μ، وذلك باستخدام العلاقة التالية:

μ = ν × ρ

المثال. يلخص مختلف الصيغ الترجمة درجة إنجلر (° E) سنتي استوك (CST) وcentipoises (القانون الجنائي)، افترض أن الزيت الهيدروليكي ذات الكثافة ρ = 910 كجم / م 3 لديه اللزوجة الحركية لل12 ° E، في وحدات من سنتي استوك:

ν = 7،6 × 12 × (1-1 / 123) = 91،2 × (0،99) = 90،3 مم 2 / ثانية.

منذ 1sSt = 10 -6 م 2 / ث و1BR = N × 10 -3 ق / م ثم اللزوجة الديناميكية سيكون مساويا إلى:

μ = ν × ρ = 90.3 × 10 -6 · 910 = 0.082 × N ق / م 2 = 82 من القانون الجنائي.

معامل اللزوجة من الغاز

يتحدد من قبل تكوين (الكيميائية والميكانيكية) الغاز لدرجة الحرارة والضغوط التي مورست في الحسابات ديناميكية الغاز المصاحب للحركة الغاز. في الممارسة العملية، يتم أخذ اللزوجة من الغاز في الحسبان عند وضع تصميم لحقول الغاز، حيث يتم إجراء العملية الحسابية التغييرات معامل اعتمادا على التغييرات تكوين الغاز (أهمية خاصة للودائع مكثفات الغاز)، ودرجة الحرارة والضغط.

نحسب معامل اللزوجة من الهواء. فإن العمليات تكون مشابهة لتلك المذكورة أعلاه تدفق المياه اثنين. تحمل مواز تتحرك اثنين من الغاز تيارات U1 و U2، ولكن بمعدلات مختلفة. بين طبقات الحراري ستحدث (تداخل) الجزيئات. ونتيجة لذلك، فإن زخم تدفق الهواء تتحرك بشكل أسرع انخفاض وتتحرك ببطء في البداية - متسارعة.

معامل اللزوجة من الهواء، وفقا لقانون نيوتن، التي أعرب عنها الصيغة التالية:

F = × -h (دو / DZ) × S

هنا:

  • دو / DZ هو التدرج سرعة.
  • S - منطقة القوة الأثر؛
  • عامل ح - اللزوجة الديناميكية.

مؤشر اللزوجة

مؤشر اللزوجة (VI) - معلمة ربط التغير في اللزوجة ودرجة الحرارة. العلاقة هي علاقة تبعية الإحصائية، في هذه الحالة القيمتين الذي يرافق التغير في درجة الحرارة عن طريق الاختلاف المنهجي من اللزوجة. وارتفاع مؤشر اللزوجة، وأقل التغيير بين القيمتين، أي لزوجة السائل العمل هو أكثر استقرارا مع درجة الحرارة.

لزوجة الزيوت

في أسس مؤشر اللزوجة النفط الحديثة أقل من 95-100 وحدة. حتى في الآلات والمعدات الهيدروليكية يمكن استخدامها بما فيه الكفاية سوائل مستقرة التي تحد من تباين واسع في اللزوجة في ظل ظروف درجات الحرارة الحرجة.

"مواتية" معامل اللزوجة يمكن الحفاظ عن طريق إدخال إضافات النفط الخاصة (البوليمرات) التي حصلت عليها تقطير البترول. أنها تزيد من النفط مؤشر اللزوجة عن طريق الحد من التغيرات في خصائص النطاق المسموح به. في الممارسة العملية إدخال كمية اللازمة من المواد المضافة للنفط قاعدة منخفضة مؤشر اللزوجة يمكن أن تثار على 100-105 وحدة. ومع ذلك، كان خليط بالتالي الحصول يضعف خصائصه تحت ضغط عال والحمل الحراري، مما يقلل من فعالية مضافة.

في السلطة يجب استخدام الدوائر السوائل الهيدروليكية القوية مع مؤشر اللزوجة من 100 وحدة. سوائل تحتوي على مواد مضافة والتي تزيد من مؤشر اللزوجة، وتستخدم في دوائر التحكم الهيدروليكية والأنظمة الأخرى العاملة في نطاق الضغط المنخفض / المتوسط، في تغييرات محدودة لدرجات الحرارة مع التسريبات الصغيرة وbatchwise. كما يزيد من الضغط وزيادة اللزوجة، ولكن يحدث عملية في الضغوط فوق 30.0 ميجا باسكال (300 بار). في الواقع، غالبا ما يتم إهمال هذا العامل.

قياس والمقايسة

وفقا لمعايير ISO الدولية، وأعرب عن اللزوجة من الماء (والسوائل الأخرى) في سنتي استوك: سنتيستوك (مم 2 / ث). يجب أن يتم تنفيذ القياسات من الزيوت عملية اللزوجة في درجات حرارة تتراوح بين 0 درجة مئوية و 40 درجة مئوية و 100 درجة مئوية. في أي حال، في رمز علامة زوجة النفط يجب أن يشار في الأرقام 40 درجة مئوية. بعيدا يعطى اللزوجة عند 50 درجة مئوية. علامات، وغالبا ما تستخدم في علم الهندسة، ومجموعة من ISO VG 22 إلى ISO VG 68.

هيدروليكي VG النفط 22، VG 32، VG 46، VG 68، VG 100 عند درجة حرارة 40 ° C يكون اللزوجة المقابلة لوضع العلامات الخاصة: 22، 32، 46، 68 و 100 سنتيستوك. اللزوجة الحركية المثلى من وسائل العمل في الأنظمة الهيدروليكية تكمن في حدود 16-36 العلم والتكنولوجيا.

أقامت نطاقات اللزوجة في درجات حرارة محددة ورموز المناسبة المخصصة لها - الجمعية الأمريكية لمهندسي السيارات (SAE جمعية مهندسي السيارات). الرقم التالي الرسالة W، - وهو الديناميكي μ معامل اللزوجة المطلقة في 0 درجة فهرنهايت (-17.7 درجة مئوية)، وν اللزوجة الحركية قياسها في 212 ° F (100 درجة مئوية). هذا الفهرسة الشأن زيوت متعددة الدرجات المستخدمة في صناعة السيارات (نقل، والسيارات، وهلم جرا. D.).

تأثير اللزوجة على عمل الهيدروليكي

تقرير من لزوجة السائل ليس الفائدة العلمية والتعليمية فقط، ولكن أيضا يحمل الأهمية العملية الهامة. السوائل الهيدروليكية ليس فقط نقل الطاقة من المضخة إلى المحرك الهيدروليكي، ولكن أيضا لتليين كل أجزاء ومكونات يتم سحب من الحرارة المتولدة أزواج الاحتكاك. لا يتوافق مع عمل لزوجة السوائل العمل يمكن أن يحدث خللا خطيرا على فعالية الهيدروليكية.

اللزوجة العالية للسائل العمل (النفط كثافة عالية جدا) يؤدي إلى آثار سلبية التالية:

  • زيادة مقاومة تدفق السائل الهيدروليكي يسبب هبوط الضغط المفرط في النظام الهيدروليكي.
  • تباطؤ السيطرة على السرعة والاقتراحات الميكانيكية المحركات.
  • تطوير مضخة التجويف.
  • الصفر أو منخفضة جدا إطلاق الهواء من خزان الزيت الهيدروليكي.
  • خسارة ملحوظة من الطاقة (الحد من كفاءة) من الهيدروليكية ويرجع ذلك إلى ارتفاع تكلفة الطاقة للتغلب على الاحتكاك الداخلي للسائل.
  • زيادة عزم الدوران من المحرك الرئيسي للآلة التي تسببها زيادة الحمل على المضخة.
  • ارتفاع درجة حرارة السوائل الهيدروليكية الناتجة عن زيادة الاحتكاك.

وهكذا، فإن المعنى المادي للمعامل اللزوجة في أثره (إيجابية أو سلبية) على مكونات وآليات للسيارات والآلات والمعدات.

فقدان الطاقة الهيدروليكية

اللزوجة المنخفضة من وسائل العمل (النفط المنخفضة الكثافة) تسبب الآثار السلبية التالية:

  • انخفاض الكفاءة الحجمية للمضخات نتيجة لزيادة التسرب الداخلي.
  • الزيادة في تسرب الداخلي من المكونات الهيدروليكية في النظام الهيدروليكي بالكامل - المضخات والصمامات، صمام، المحركات الهيدروليكية.
  • زيادة التآكل من وحدات الضخ ومضخات التشويش بسبب عدم كفاية اللزوجة السوائل الهيدروليكية اللازمة لتزييت الأجزاء فرك.

الانضغاطية

يتم ضغط أي السائل تحت ضغط. وفيما يتعلق الزيوت والمبردات ومواد التشحيم المستخدمة في علم الهندسة الميكانيكية، تجريبيا وجد أن عملية الضغط يتناسب عكسيا مع كتلة السوائل على حجمه. كمية عضو ضغط على الزيوت المعدنية هي أقل بكثير للمياه وأقل بكثير عن السوائل الاصطناعية.

في بسيط الضغط المنخفض الهيدروليكية السوائل الانضغاطية تأثير يذكر على تخفيض حجم الأولي. ولكن آلات قوية مع ارتفاع ضغط اسطوانات محرك هيدروليكي وعلى العموم، فإن هذه العملية تتجلى بشكل واضح. في الهيدروليكي الزيوت المعدنية تحت ضغط من 10.0 ميجا باسكال (100 بار)، وحجم انخفاض بنسبة 0.7٪. في هذه الحالة، تغيير في حجم الضغط إلى حد صغير تؤثر على اللزوجة الحركية ونوع من النفط.

استنتاج

تحديد اللزوجة يسمح للتنبؤ تشغيل المعدات والآلات في ظل ظروف مختلفة، مع الأخذ في الاعتبار التغيرات في السائل أو الغاز تكوينها، والضغط، ودرجة الحرارة. أيضا، والسيطرة على المؤشرات ذات الصلة لصناعة النفط والغاز، والمرافق وغيرها من الصناعات.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ar.unansea.com. Theme powered by WordPress.