점도. 동적 점성 계수. 점성 계수의 물리적 의미

점도 지수 - 작동 유체 또는 가스의 주요 매개 변수입니다. 물리적 인 관점에서, 점도는 액체 (기체) 매질의 질량을 구성하는 입자들, 또는보다 간단히, 이동 저항의 움직임에 의해 야기되는 내부 마찰로 정의 될 수있다.

점도는 무엇인가

간단한 실험 경험 점도 측정 : 평활 한 경사면 동시에 물과 기름의 동일한 양에 부었다. 물은 빨리 기름을 흐른다. 그것은 더 유동적이다. 오일을 배출 빠르게 이동하면 그 분자간 높은 마찰 (- 점도 내부 저항)을 방지한다. 따라서, 점성 유체의 유동에 반비례한다.

점도 지수 : 화학식

파이프 라인의 점성 유체의 프로세스의 간략화 된 형태 (H)의 크기이며 그 사이의 거리와 동일한 표면적 S와 같은 평면 평행 층 A 및 B로 간주 될 수있다.

이들 두 층 (A 및 B)는 다른 속도 (V 및 V + ΔV)으로 이동한다. 최고 속도 (V + ΔV)을 갖는 층은, 느린 속도 (V)로 이동, 층 B의 이동을 수반한다. 동시에 B 층은 점성 계수의 물리적 의미는 층의 유동 저항을 구성하는 분자의 마찰 힘 형성한다는 것이다 층 A. 속도 감속 경향 Isaak Nyuton는 다음 식에 의해 설명을 :

μ = F × S × (ΔV / H)

여기 :

• ΔV - 유체 흐름 층의 이동 속도의 차;
• H - 액체 류의 층간 거리;
• S - 유체 유동 층의 표면적;
• μ (MU) - 인자에 따라 액체의 특성, 절대 동점도했다.

다음과 같은 SI 유닛에 화학식이다 :

μ = (H × F) / (S × ΔV) = S × 파 (파스칼 초 ×)

여기서 F - 무게 (중량)의 힘에 유압 유체의 체적 부.

점도 값

대부분의 경우, 계수 동적 점도는 시스템 CGS (cm, g, 초)에 따른 센티 푸 아즈 (CP :)로 측정된다. 실제로, 액체 질량비 점도 체적, 즉 액체의 밀도에 관한 것이다 :

ρ = M / V

여기 :

• ρ - 액체의 밀도;
• m - 유체의 질량;
• V - 액체의 부피.

동적 점도 (μ) 및 밀도 (ρ)의 비율은 운동 학적 점도 ν (- 그리스어 - 뉴 ν)라고 :

ν = μ / ρ = ² m / s]

또한, 점성 계수를 결정하는 방법은 다르다. 예를 들어, 동점도는 여전히 센티 스토크의 GHS 시스템 CST () 및 약수의 양에 따라 측정 - 스토크 스 (성) :

• 1 급 = ^10-4 m ² / S = 1 / ^㎠의 S;
• 1sSt = ² × ^10-6 m / 초에서 ² = 1mm / s.

물의 점도의 결정

물의 점성 계수가 보정 된 모세관 튜브를 통해 유체 유동 시간을 측정함으로써 결정된다. 이 장치는 공지 된 표준 액체 점도를 사용하여 보정된다. ² mm / 초에서 측정 된 동점도를 측정하기 위해, 초 단위로 측정 유체 유동 시간은 일정한 값으로 승산된다.

비교 유닛은, 그 값이 경우에도, 온도 변화에 거의 일정한 증류수 점도를 사용한다. 점도 - 시험액에 대해 동일한 값으로, 보정 된 정공의 유효 증류수 정량을 필요한 시간 (초)의 비율.

점도계

점도 엥글 러 (E °) 범용 세이 볼트 초 유량계의 유형에 따라 ( "SUS) 또는 (RJ °)도 레드 우드. 점도계 세 종류 만 액체 매체를 유동의 양이 다른 각도로 측정된다.

유럽 부 엥글 러 도입 (E °)에서 점도를 측정 점도계는 액체 매질의 유동을 200cm ³ 당 계산. 시험액의 60cm ^(3)을 포함하는 미국에 사용 (SSU "SUS 또는 ') 범용 세이 볼트 초 점도를 측정 점도계. (RJ °) 우드도 사용될 영국, 액체의 50cm ^(3)의 점도를 측정 점도계를 행한다. 예를 들면, 오일에서 200 ^{㎤의 물} 동량보다 느린 열 항상 흐르고, 점도는 10 ℃이다 엥글 러 E.

온도 점도 비율을 변화에 중요한 인자이기 때문에, 측정 값은 일반적으로 더 높은 값으로 한 후 20 ° C의 일정 온도로 초기에 실시하고있다. 그 결과, 이와 같이, 예를 들면, 10 ° E / 50 ° C 2.8 ° E / 90 ℃의 온도를 적정 온도를 추가하여 나타낸다 20 ℃에서 액체의 점도보다 높은 온도에서의 점도보다 높다. 유압 오일은 다음과 같은 각각의 온도에서 점도가 :

100 ℃에서 50 ° C = 11.3 cSt 인 20 ° C = 45.4 cSt에서 190 cSt 인

번역 값

점도의 결정은 (미국, 영국, GHS) 다른 시스템에서 발생하기 때문에 종종 다른 하나의 측정 시스템에서 데이터를 변환해야합니다. 다음의 실험식을 이용 센티 스토크 ⁽² mm / s)로 표현도 엥글 러 유체의 점도 값을 변환하는 방법 :

ν (CST) = 7.6 ° × E × (1-1 / ° E3)

예를 들면 :

• 2 ° E = 7.6 × 2 × (1-1 / 23) = 15,2 × (0,875) = 13,3 cSt 인 단계;
• 11 ° E = 7,6 × 9 × (1-1 / 93) = 68,4 × (0,9986) = 68,3 cSt 인.

다음 빠르게 유압 화학식의 표준 점도를 측정하기 위해 오일을 간소화 할 수있다 :

ν (CST) = 7.6 ° × E ⁽² mm / s)

² mm / 초 또는 cSt 인 ν에서 동점도, 이는 다음의 관계를 이용하여, 동적 점성 계수를 μ로 변환 할 수있다 :

μ = ν × ρ

예. 다양한 수식 변환 엥글 러의도 (° E) 센티 스토크 (cSt 인) 및 센티 푸 아즈 (CPS) 요약하면, 밀도와 그 작동유 가정 ρ = 910kg / m ³ 센티 스토크 단위의 12 ° E의 동점도를 갖는다 :

ν = 7.6 × 12 × (1-1 / 123) = 91,2 × (0,99) = 90,3 mm ² / s.

1sSt = ² × ^10-6 m / s 및 1BR = N × ^10-3 S / m ^{(2) 때문에,} 그 동점도는 동일 할 것이다 :

ν = μ × ρ = 0.082 × N S / m ² = 82 cPs 인 90.3 × ^10-6 · 910.

가스의 점성 계수

이는 가스 운동과 관련된 가스 동적 계산에 적용되는 온도 및 압력을 조성 (화학적 기계적) 가스에 의해 결정된다. 실제로, 가스의 점도는 기체 계산은 (가스 응축 예금 특히 중요) 가스 조성 변경에 따라 계수의 변화를 행하는 필드, 온도 및 압력의 설계 개발을 고려해야한다.

우리는 공기의 점성 계수를 계산한다. 프로세스는 두 물 흐름 상기 한 것과 유사 할 것이다. 평행 이동하는 2 개의 가스 스트림의 U1 및 U2이지만 다른 속도로 가정한다. 대류의 층간 (침투) 분자를 발생한다. 그 결과, 모멘텀 빠르게 이동하는 공기의 흐름이 감소하고 처음에 천천히 이동 - 가속.

따라 공기의 점성 계수, 뉴튼의 법칙에 하기 식으로 표현 :

S × F × = -h (적인 dU / DZ)

여기 :

• 적인 dU / DZ는 속도 구배이고;
• S - 충격력 영역;
• 인수 H - 동점도.

점도 지수

점도 지수 (VI) - 점도 및 온도의 변화에 상관 파라미터. 상관 관계는 온도 변화를 점도의 체계적인 변화에 수반되는 두 개의 값이되는 경우에 통계적 의존 관계이다. 작동 유체의 점도, 즉 높은 점도 지수, 두 값 사이의 작은 변화는, 온도가 더 안정하다.

오일의 점도

미만 95 ~ 100 개 단위의 현대 오일 점도 지수의 기초에서. 따라서 유압 설비에 임계 온도 조건에서 점도의 변동 폭을 제한하는 충분히 안정한 유체를 사용할 수있다.

점도 "우호적"계수에 의해 얻어진 특수 오일 첨가제 (중합체) 도입함으로써 유지 될 수있는 석유의 증류. 그것들은 허용 범위의 특성의 변화를 제한함으로써 점도 지수 오일을 증가시킨다. 실제로 첨가제의 필요한 수량의 도입은 낮은 점도 지수 기유는 100-105 단위를 제기 할 수있다. 그러나, 얻어진 혼합물이었다함으로써 첨가제의 효과를 감소, 높은 압력과 열이 가해진 상태에서 그 특성을 손상시킨다.

전력 회로 (100 개) 단위의 점도 지수 강력한 유압 유체를 사용한다. 점도 지수 증가 첨가제를 함유하는 유체는 적은 누출 회분식으로 한정된 온도 범위가 변경 저 / 중간 압력의 범위로 작동하는 유압 제어 회로 및 다른 시스템에서 사용된다. 압력이 증가하여 점도가 증가하지만, 처리는 30.0 MPa로 (300 바) 이상의 압력에서 발생한다. 실제로,이 요소는 종종 무시된다.

측정 및 연동

ISO 국제 표준에 따라, 물 (및 다른 유체)의 점도가 센티 표현된다 : cSt 인 ⁽² mm / s). 점도 프로세스 오일 측정은 0 ° C, 40 ℃ 및 100 ℃의 온도에서 수행되어야 어떤 경우에, 코드 마크 오일 점도에서 부호 40 ℃에서 표시되어야 비움 점도는 50 ℃에서 주어진다 대부분 ISO VG 68 ISO VG 22 엔지니어링 유압 범위에서 사용 자국.

22, 32, 46, 68, 100 cSt 인을 40 ° C의 온도에서 유압 오일 VG 22 VG 32 VG 46, 68 VG, VG (100)는 점도 그들의 표지에 대응있다. 유압 시스템의 작동 유체의 최적의 동점도가 16 내지 36 cSt 인 범위에있다.

미국 자동차 엔지니어 협회 (자동차 엔지니어 협회 - SAE)는 특정 온도 및 자신에게 할당 된 코드에 적절한 점도의 범위를 설정하고있다. 문자 W 다음 숫자 - 0 ° F (-17.7 ℃)에서 절대 동적 점성 계수 μ와 ν 동점도가 212 ° F (100 ° C)에서 결정된다. 이 인덱싱 관련 멀티 그레이드 자동차 산업에 사용되는 오일 (전송, 모터, 등등. D.).

유압 작업 점도에 미치는 영향

유체의 점도의 결정뿐만 아니라 과학 및 교육 관심이지만, 또한 중요한 실용적인 의미를 전달합니다. 유압 유체뿐만 아니라, 유압 펌프 모터에 에너지를 전송할뿐만 아니라, 모든 부품이 상기 열 발생 마찰 쌍으로부터 배출되는 윤활. 작동 유체 점도의 일에 해당하지 않는 것은 심각하게 유압의 효과를 방해 할 수 있습니다.

작동 유체 (오일 고밀도)의 높은 점도는 다음과 같은 부정적인 효과로 이어진다

• 작동유의 증가 된 유동 저항은 유압 시스템에 과도한 압력 강하를 야기한다.
• 속도 및 액추에이터의 기계적 동작의 제어를 감속.
• 펌프 캐비테이션의 개발.
• 유압 오일 탱크에서 제로 또는 매우 낮은 공기 릴리스.
• 때문에 유체의 내부 마찰을 극복하기위한 에너지의 높은 비용 유압의 힘 (감소 효율)의 눈에 띄는 손실.
• 펌프의 부하 증가로 인한 기계의 원동기의 증가 토크.
• 증가 된 마찰에 의해 발생 된 유압 유체의 온도 상승.

따라서, 점성 계수의 물리적 의미는 자동차, 기계 장비 부품 및기구에 (양 또는 음)의 영향이다.

수력 손실

작동 유체 (저밀도 오일)의 낮은 점도는 다음과 같은 부정적인 효과가 발생 :

• 내부 누설을 증가로 인해 펌프의 용적 효율이 떨어지는.
• 펌프, 밸브, 밸브, 유압 모터 - 전체 유압 시스템에 유압 기기의 내부 누설의 증가.
• 펌핑 장치의 마모를 증가시키고 필요한 마찰 부품의 윤활 부족 작동유의 점도에 의한 재밍 펌프.

압축성

압력 하의 액체가 압축된다. 오일과 냉매 유압 기계 공학에 사용되는 윤활유에 대해서는, 경험적으로는, 압축 처리는 부피에서의 유체 질량에 반비례하는 것으로 나타났다. 미네랄 오일을 압축 부재의 양은 상당히 합성 유체를 물에 대한 낮은 훨씬 낮다.

초기 볼륨을 감소 간단한 저압 유압 유체 압축률 무시할 효과. 그러나 고압 유압 구동 실린더 및 대형 강력한 기계,이 과정은 눈에 띄게 자체 명단. 유압에 미네랄 오일 10.0 MPa로 (100 바)의 압력, 체적이 0.7 %까지 감소한다. 이 경우, 작은 정도로 압축 체적의 변화 동점도 오일의 종류에 영향을 미친다.

결론

점도의 측정은 액체 또는 기체 조성, 압력, 온도 계정 변경을 고려하여, 다양한 조건 하에서 기계 장비의 동작을 예측할 수있다. 또한, 석유와 가스 산업, 유틸리티 및 기타 산업에 관련된 지표를 제어 할 수 있습니다.