Основные показатели качества масел | Справочник
Вязкость и вязкостно-температурные свойства
Вязкостью называют свойство жидкости оказывать сопротивление взаимному перемещению ее слоев под действием внешней силы. От вязкости масла зависит легкость пуска двигателя в холодную погоду, износ трущихся деталей, расход масла, а также мощность двигателя (потери на трение).
Вязкость жидких продуктов зависит от их температур выкипания. Чем выше температура кипения фракции, тем больше ее вязкость.
Особо важное значение при эксплуатации механизмов в широком интервале температур приобретает зависимость вязкости от температуры. Для облегчения пуска двигателя вязкость масла должна быть как можно меньше, а при работе прогретого двигателя желательно, чтобы вязкость была достаточно высокой для обеспечения жидкостного трения между его деталями. Вязкостно-температурные свойства смазочных масел оцениваются индексом вязкости (ИВ). Чем меньше меняется вязкость масла с изменением температуры, тем выше его индекс вязкости.
Смазочная способность
Основными функциями нефтяных масел являются снижение трения между твердыми поверхностями движущихся деталей, уменьшение износа и предотвращение задира, заедания и сваривания металлических поверхностей. Под смазочной способностью следует понимать способность масел обуславливать малое сопротивление контактирующих поверхностей тангенциальным силам сдвига и высокое сопротивление сближению их под действием нормальной нагрузки.
Стабильность к окислению кислородом воздуха
Один из важнейших показателей эксплуатационных свойств масел. Особенно важен этот показатель для моторных и других нефтяных масел, многократно прокачиваемых через узлы трения (циркуляционная система смазки) или предназначенных для длительного применения без замены и дозаправки.
При окислении масел в условия эксплуатации увеличивается их кислотность, и ухудшаются другие эксплуатационные свойства. Окисление масел ускоряется при повышенных температурах, каталитическом воздействии некоторых металлов (меди, свинца и др.
В результате окисления тонких пленок масел на нагретых деталях двигателя на поверхности металла образуются лаковые пленки. В условиях повышенных температур и каталитического воздействия металлов обычно говорят о термоокислительной стабильности масел. Устойчивость масел к окислению в объеме называют иногда химической стабильностью.
Об окислении масел при эксплуатации судят по изменению кислотного числа, накоплению осадков и другим показателям.
Процесс окисления эффективно тормозится смолистыми веществами, содержание которых в маслах регулируется глубиной их очистки. В промышленной практике стабильность масла повышают введением антиокислительных присадок.
Коррозионные и защитные свойства
Особенно высоки эти требования к консервационным маслам, специально предназначенным защиты машин и оборудования от атмосферной коррозии. Под слоем смазочного материала могут протекать химическая и электрохимическая коррозия металла.
Базовые нефтяные масла не способны длительно защищать металлы от электрохимической коррозии. Их защитные свойства улучшают введением 3-5% ингибиторов коррозии (окисленных парафинов и церезинов, нитрованных масел, сульфонатов, сукцинимидов и др.).
Моюще-диспергирующие свойства
Характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистку деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии. Чем выше моюще-диспергирующие свойства масел, тем больше нерастворимых веществ — продуктов старения может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, и меньше лакообразных отложений и нагаров образуется и остается на горячих деталях. Для уменьшения или предупреждения образования углеродистых отложений в моторные масла вводят специальные поверхностно-активные вещества (ПАВ), называемые моюще-диспергирующими присадками.
Низкотемпературные свойства
Характеризуются температурой застывания и вязкостью при низких температурах.
Температурой застывания называют ту температуру, при которой масло теряет свою подвижность. Этот показатель имеет значение при транспортировке и применении масла в зимних условиях.
Вязкость при низких температурах, в частности при минус 18оС, влияет на пусковые свойства, в основном, моторных и трансмиссионных масел.
Коксуемость
Оценивает склонность масел к нагарообразованию. Этот показатель характеризует степень очистки масел от смолисто-асфальтеновых веществ. Присутствие присадок увеличивает этот показатель.
| Классификация масел< Предыдущая | Следующая >Системы обозначения и соответствие отечественных масел зарубежным |
|---|
Моторное масло — какое выбрать? — журнал За рулем
Производитель рекомендует масло 0W-20, но на сервисе заливают более густое, с индексом 5W-40.
Может ли это негативно сказаться на здоровье мотора?
Вязкостно-температурная характеристика моторного масла заметно влияет почти на все основные показатели двигателя. Мощность, момент, экономичность, ресурс — всё это рассчитывается разработчиками мотора под определенную вязкость масла. Ее классифицируют по системе SAE (англ. society of automotive engineers — сообщество автомобильных инженеров). Эта классификация оговаривает максимальную низкотемпературную вязкость, а также диапазон вязкости при 100 ºС. Но чтобы понять, какое масло выбрать, нужно для начала вспомнить, что скрывают «масляные» обозначения.
Обозначения и скрытый смысл
Работоспособность простейшего шарикового вискозиметра проще всего оценивать на маслах одного бренда, различающихся первой цифрой обозначения. В нашем случае это масла 0W‑40, 5W‑40 и 10W‑40.Работоспособность простейшего шарикового вискозиметра проще всего оценивать на маслах одного бренда, различающихся первой цифрой обозначения.
В нашем случае это масла 0W‑40, 5W‑40 и 10W‑40.
Они весьма условны. Первая цифра говорит о минимальной температуре, на которую рассчитано масло. Если, например, впереди стоит ноль, то проворачивание коленвала гарантируется при температуре до —35 ºС, а прокачиваемость масла — аж до —40 ºС. Точнее говоря, производитель масла ручается, что при указанных температурах вязкость продукта не превысит определенных классификацией SAE значений.
Материалы по теме
Число после дефиса отвечает за высокие температуры: оно говорит о допустимом диапазоне изменения вязкости масла при 100 ºС. К примеру, для «двадцатки» производитель обещает вилку от 5,6 до 9,3 сСт, а для «сороковки» — от 12,6 до 16,3 сСт. Кроме того, это же число характеризует минимальную вязкость при 150 ºС.
Какая вязкость лучше?
На морозе всё понятно: с чересчур вязким маслом стартер не провернет мотор, а насос не сможет прокачать масло. И чем меньше первое число в обозначении, тем меньше износ двигателя при пуске.
На работу прогретого мотора этот параметр не влияет.
При высоких температурах картина сложнее. Казалось бы, чем больше вязкость, тем лучше. Но это не так. Если зальете в мотор обычной легковушки «шестидесятку», вовсе для него не предназначенную, то, скорее всего, не только потеряете мощность, а еще и угробите двигатель. Но почему? Ведь вязкое масло должно лучше защищать детали от износа. Чем выше вязкость, тем толще слой масла в подшипниках и под поршневыми кольцами и, соответственно, ниже интенсивность износа.
Материалы по теме
Однако есть и другая сторона медали, связанная с низкой теплопроводностью масла. Ведь чем толще масляный слой, тем хуже тепло отводится от поршня, который при этом начинает перегреваться и расширяться. Растет и трение — так и до заклинивания недалеко.
Заметим, что второе число «работает» не только при трехзначных температурах, но и во время прогрева двигателя. Чем выше вязкость, тем больше потерь на трение. А вязкость зависит от температуры.
Мы проводили исследования на эту тему (ЗР, № 3, 2008). И обнаружили, что при комнатной температуре разница по вязкости между «тридцаткой» и «пятидесяткой» почти двойная. А потому и расход топлива на более вязком масле во время прогрева будет выше.
Теперь главный вопрос: какое масло нужно именно моему мотору? К сожалению, современные исследования показали, что при выборе подходящего масла для определенного двигателя одного лишь соответствия SAE недостаточно. Нужна более точная «настройка», зависящая как от конструкции мотора, так и от условий его эксплуатации и степени износа.
| Нынешней зимой можно было обойтись и без морозильника: за окном те же градусы, что и в камере. Нынешней зимой можно было обойтись и без морозильника: за окном те же градусы, что и в камере. | Наглядная разница. Первым снижается шарик в масле 0W‑40, последним — в 10W‑40. При комнатной температуре время «падения» шариков составляло соответственно 6, 7 и 12 секунд. Наглядная разница. Первым снижается шарик в масле 0W‑40, последним — в 10W‑40. При комнатной температуре время «падения» шариков составляло соответственно 6, 7 и 12 секунд. При минус двадцати показатели резко подпрыгнули — стало 60, 80 и 160 секунд. |
Что будет, если…
Материалы по теме
А зачем нужны все эти рассуждения, если правильный ответ давно известен? Заливайте исключительно то масло, которое вам рекомендует производитель автомобиля! Но ведь он старается, как правило, угодить максимальному количеству потребителей — вне зависимости от условий эксплуатации машины и ее возраста. К группе качества надо относиться с почтением: сказано SN — значит, ничего из группы SM лить нельзя. А вот с вязкостью в рамках дозволенного можно и поиграть. К примеру, для эксплуатации при низких температурах второе число в обозначении может быть чуть меньше рекомендованного инструкцией — скажем, 30 вместо 40.
То же относится к машинам, которые живут в основном в городских условиях. Если мотор чаще работает на умеренных оборотах, то второе число в обозначении масла может быть чуть ниже по сравнению с рекомендованным для автомобиля, который чаще ездит по скоростным магистралям. Причина все в той же взаимосвязи толщины масляной пленки, температуры и трения. Сотрудники профильных лабораторий утверждают, что для каждого мотора и режима его работы существует оптимальная вязкость, снижающая механические потери.
Немножко самодеятельности
Впрочем, один вопрос остается. Насколько отличаются друг от друга рабочие характеристики масел с одинаковой вязкостью, но от разных производителей? Это вопрос, на который без лабораторных исследований ответить невозможно. Но многие автолюбители, особенно в холодных регионах, проводят собственные замеры, сооружая самодельные приборы для сравнительного определения вязкости.
Материалы по теме
В какой из трубок стальной шарик быстрее достигнет дна, там вязкость жидкости ниже. И если к вам попадет канистра с маслом от неизвестного производителя, то организовать простейшие испытания будет совсем несложно. Скажем, в одну пробирку заливаем испытанное масло, в другую — новичка, затем помещаем всё это в морозильник (или даже в сугроб), а после выдержки переворачиваем пробирки и следим за плавным опусканием шариков.
Где шарик опускается медленнее, там вязкость выше.
Нам игрушка понравилась сразу. Если при комнатной температуре шарики гуляют по трубке довольно шустро, то при минус тридцати (ниже мы не забирались) их подвижность падает настолько, что сразу хочется пересесть на общественный транспорт: жалко мотор… В любом случае всем любителям поэкспериментировать с неизвестными маслами мы советуем соорудить себе нечто подобное, прежде чем заливать неведомую жидкость в мотор. Наглядность эксперимента гарантирована.
А вот на автомобиле экспериментировать не стоит. В любом случае настоятельно советуем прислушиваться к рекомендациям именно производителя мотора, а не масленщиков. В каких случаях и в каких пределах позволительно несколько отклоняться от них, мы рассказали выше.
НАША СПРАВКА Различают динамическую вязкость и кинематическую вязкость. Динамическую измеряют в паскаль-секундах (Па·с), а также в пуазах (1 П = 0,1 Па·с). Она характеризует сопротивление, которое оказывает масло при попытке сдвигать один его слой относительно другого. |
Фактически это величина, обратная текучести. На практике чаще пользуются кинематической вязкостью, измеряемой в м²/с, стоксах (1 Ст = 10–4 м²/с) или сантистоксах (1 сСт = 10–6 м²/с. Кинематическая вязкость — это отношение динамической вязкости к плотности масла.Как выбрать моторное масло? Советы экспертов
Производитель рекомендует масло 0W-20, но на сервисе заливают более густое, с индексом 5W-40. Может ли это негативно сказаться на здоровье мотора?
Как выбрать моторное масло? Советы экспертовКак температура рабочей среды влияет на смазочные материалы
Основные физические свойства смазочных материалов, которые находятся под воздействием температуры, включают в себе вязкость, индекс вязкости, температуру застывания. Температура также воздействует на базовое масло. Давайте рассмотрим их по отдельности.
Вязкость
Вязкость является наиболее важным фактором при выборе подходящего смазочного материала.
Вязкость масла является показателем способности масла течь и выражает силу внутреннего трения (внутреннее сопротивление потоку).
Например, когда масло создает масляную плёнку между вкладышем и валом, некоторые из молекул масла притягиваются к поверхности вала, в то время как другие молекулы масла притягиваются к поверхности вкладыша. Это называется градиентом скорости сдвига и оно напрямую зависит от вязкости и эксплуатационных температур. Универсальное, всесезонное масло с более низкой степенью вязкости (т.е. тоньше масляная пленка), как правило, имеет более высокую потенциальную скорость сдвига, в то время как сезонное масло, как правило, имеет более низкую потенциальную скорость сдвига.
Поскольку масло с низкой вязкостью и в условиях высокой потенциальной скорости сдвига все равно должно создавать масляную пленку необходимой толщины, вполне очевидно, что при повышении температуры масляная пленка может не выполнять своих функций и может возникнуть контакт металла по металлу. Если вязкость масла слишком высокая в условиях низкой скорости сдвига, внутреннее сопротивление потоку приводит к резкому повышению температуры, вызывая перегрев, что в свою очередь приводит к разрушению масляной пленки и может вызвать окисление масла.
Поэтому при выборе смазочного материала крайне важно всегда принимать во внимание рабочую температуру оборудования и окружающие температурные условия.
Наиболее распространенным термином, характеризующим вязкость жидкости, является кинематическая вязкость, которая измеряется в сантистоксах (сСт) при температурах 40°С и 100°С. Эти величины кинематической вязкости всегда приведены в справочном листке технических данных фирмы-изготовителя.
Температура застывания
Температура застывания масла определяется как самая низкая температура, при которой масло в испытательных условиях будет течь. Он часто и ошибочно используется в качестве критерия при выборе вязкости масла.
Например, предположим, что масло имеет температуру застывания -30°С. Большинство людей считают, что это означает, что масло поступит в подшипники оборудования, даже при температуре окружающей среды -30°С. Это является ложным выводом. В лучшем случае, при эксплуатации оборудования в условиях, где температура окружающего воздуха -30°С, такое масло с температурой застывания -30°С будет в масляном насосе просто сбиваться, пока сбивание не вызывет повышение температуры масла.
Это в свою очередь приведет к снижению вязкости масла настолько, что оно медленно начнет течь через масляные каналы на смазываемые детали.
Часто этот процесс занимает от 5 до 10 минут или даже больше. При этом могут возникнуть серьезные повреждения различных компонентов просто потому, что масло на самом деле слишком густое, чтобы течь. Не выбирайте смазочные материалы учитывая только температуру застывания.
Индекс вязкости
Индекс вязкости масла является показателем, используемым для выражения „способности масла быть устойчивым к изменению вязкости при изменении температуры“.
Например, масло, которое при повышении температуры становится значительно жидким (вязкость снижается), имеет низкий индекс вязкости. Масло, вязкость которого при нагреве существенно не изменяется, имеет высокий индекс вязкости.
Это соотношение вязкости и температуры является наиболее важным и решающим моментом при выборе подходящего масла в случаях где оборудование и масло работают при значительно изменяющихся температурных условиях.
Индекс вязкости имеет особое значение при выборе масла для техники, эксплуатируемой в условиях холодных северных зим и в арктических условиях (Северная Америка, Канада, северные регионы России).
Большинство индустриальных минеральных смазочных масел, предназначенных для применения на промышленных предприятиях или в производственных цехах, где оборудование находится в контролируемых и стабильных температурных условиях, должны иметь индекс вязкости 55B100. Однако, для применения, например, в оборудовании или в тяжелой транспортной технике находящейся на руднике на Аляске необходимо испольовать масла с индексом вязкости 175. Величина индекса вязкости не всегда приведена в справочном листке технических данных фирмы-изготовителя, но должна быть доступна.
Базовое масло
При выборе подходящего смазочного материала следует учитывать также тип и свойства базового масла. Масла на минеральной основе (не синтетические) производятся на основе различных базовых масел и от этого зависит их молекулярное строение и химическая структура.
Базовые масла могут быть парафиновые, нафтеновые и ароматические. В процессе выбора подходящего масла для конкретного применения следует учитывать тип базового масла.
Например, нафтеновые базовые масла в натуральном виде имеют низкий индекс вязкости и могут быть выбраны для оборудования, где экстремальные температуры не влияют на работу. С другой стороны, парафиновые базовые масла в натуральном виде имеют значительно выше индекс вязкости, чем базовые масла нафтенового типа, и это делает их желательной базой для производства смазочных материалов для применения в оборудовании, которое находится не в помещении. Многие из производимых в Северной Америке природных минеральных масел относятся к парафиновым.
Автор: Noria Co.
См. оригинал статьи
http://www.machinerylubrication.com/Read/29295/temperature-affects-lubricants
|
Таким образом получается, что чем меньше зазор – тем больше мощность?
Очевидно, что вместе со значением вязкости изменяется и толщина пленки на парах трения.
Ну и именно по этой причине специалисты утверждают, что один (каждый) прогрев мотора в сильные морозы отнимает порядка 300-500 километров у общего моторесурса нового двигателя (не путать с ресурсом моторного масла – на сервисный интервал это влияет не так сильно).
Круг замкнулся, мотор работает. Но вязкость и температура моторного масла при этом не стоят на месте – они динамически изменяются в определенных, строго рассчитанных производителем мотора диапазонах.
Именно поэтому существуют разные допуски автопроизводителей для моторных масел, а также различные по температурно-вязкостным требованиям классы качества некоторых международных классификаций (наиболее яркий пример – классификация ACEA).
Причем, следует в который раз подчеркнуть: динамика вязкости масла не может быть хорошей или плохой – она должна быть подходящей, т.е. соответствующей конструкции конкретного двигателя!
Так что такое масло и менять нужно гораздо чаще.
Сейчас практически все производители автомобильных масел делают так называемые энергосберегающие масла, с пониженной высокотемпературной вязкостью. Причем, речь идет именно о вязкости при высоких температурах и скорости сдвига HTTS (более 100 °С), поэтому индекс вязкости по SAE у этих масел такой-же, как у обычных. Отличаются эти масла от обычных классами качества и допусками автопроизводителей. В частности, низковязкие масла соответствуют классам качества ACEA A1/B1 и ACEA A5/B5. 
Вязкость и температурный режим – подбираем моторное масло — ДРАЙВ
Два раза в год, когда приходит время менять моторное масло, все автолюбители впадают в ступор. Все эти циферно-буквенные обозначения запомнить сложно, а надо — ведь от этого зависит сохранность мотора.
Замена масла будет проходить легче, если один раз разобраться, по какому принципу формируются маркировки. Сейчас объясним так, чтобы лезть в «Гугл» больше не приходилось.
Маркировка масел по вязкости
Один из важных критериев, который необходимо учитывать при выборе моторного масла – это класс вязкости по классификации SAE J300, которую разработало общество автомобильных инженеров США.
Итак, перед нами буквы и цифры. Чтобы понять, что они значат, надо держать в голове: W — от английского winter (зима).
Вот, например, маркировка SAE 5W. Это моторное масло предназначено только для использования при отрицательных температурах. Потому что есть буква W.
А вот ― SAE 50. Его можно лить только в жару. Потому что буквы W нет.
Если выбираете масло для круглогодичного использования, в его маркировке будет сразу две цифры. Например, 5W-40. Сначала зимний класс (рядом с W), потом летний.
Практически все современные моторные масла — всесезонные и имеют двойное обозначения температурного режима, чисто зимние и летние встречаются очень редко.
Как понять, какой температурный режим подходит для вашего климата
Следует помнить, что число не указывает на конкретную температуру, то есть маркировка 5W-40 не означает, что масло применимо при температуре от -5 до +40 градусов.
Сначала разберемся с зимним классом:
У зимнего или всесезонного масла числа перед буквой W привязаны к минимальной температуре, при которой осуществляется проворачивание коленчатого вала двигателя – запуск двигателя.
Чем меньше этот показатель, тем ниже температура, при которой двигатель автомобиля будет бесперебойно работать.
0W-XX – моторное масло рассчитано на работу при температуре окружающей среды до минус 35 градусов Цельсия
5W-XX – моторное масло рассчитано на работу при температуре окружающей среды до минус 30 градусов Цельсия
10W-XX – моторное масло рассчитано на работу при температуре окружающей среды до минус 25 градусов Цельсия
15W-XX – моторное масло рассчитано на работу при температуре окружающей среды до минус 20 градусов Цельсия
Таким образом, чем ниже цифра перед буквой W, тем ниже температура, при которой масло остаётся подвижным.
Теперь перейдем к летнему классу:
Число летнего класса характеризует вязкость масла при высокой температуре. Чем выше значение – тем выше вязкость. Следует отметить, что выше не значит хорошо. Для каждого автомобиля рекомендуется использовать моторные масла с классом вязкости рекомендованным автопроизводителем.
Какое масло лучше использовать?
Как вы понимаете, дело не только в погоде за окном (если вы не в Арктике живете). Масло необходимо выбирать в соответствии с требованиями в технической документации на автомобиль. При этом важно учитывать также температуру в двигателе, его состояние, пробег и даже стиль езды водителя.
Поэтому вязкость – важный, но не единственный критерий подбора. Важно, чтобы масло имело высокие характеристики, и удовлетворяло современным требованиям автопроизводителей.
Масла Rosneft Magnum – высокотехнологичные моторные масла, которые соответствуют международным стандартам качества, обеспечивают надежную защиту двигателя от износа и образования отложений, удовлетворяют потребности разных автолюбителей.
Моторные масла Magnum одобрены и рекомендованы для использования ведущими зарубежными и российскими автопроизводителями, такими как: Mercedes-Benz, Volkswagen Group (Volkswagen, Audi, Skoda, Seat), Porsche, Renault, АвтоВАЗ.
Rosneft Magnum Ultratec C3 – масло, специально разработанное для современных европейских автомобилей. Предназначено для бензиновых и дизельных двигателей, совместимо с системами доочистки выхлопных газов и фильтрами сажевых частиц. Обеспечивает надежную защиту и длительный срок службы двигателя.
Rosneft Magnum Ultratec A5 – разработано для автомобилей Ford, Jaguar, Land Rover. Предназначено для бензиновых и дизельных двигателей. Обеспечивает легкий запуск при низких температурах, надёжную защиту двигателя и, что важно − экономию топлива.
Rosneft Magnum Ultratec FE – масло для автомобилей японского и корейского производства. Обеспечивает экономию топлива и надежную защиту деталей двигателя от износа.
Rosneft Magnum Ultratec A3 – для европейских автомобилей: Mercedes-Benz, Volkswagen, Renault и других. Масло обеспечивает надежную защиту износа, продлевая срок эксплуатации основных деталей и узлов двигателя автомобиля.
На правах рекламы*.
* Редакция Драйва не несёт ответственности за содержание рекламных материалов. |
Температура вязкость масел — Справочник химика 21
Зависимость вязкости от температуры имеет большое практическое значение, поскольку вязкость определяет гидродинамический режим смазки. Наиболее ценны те масла, для которых температурные изменения вязкости невелики. С повышением температуры вязкость масла уменьшается. Температурные зависимости вязкости масел подчиняются уравнению Аррениуса — Френкеля — Эйринга [c.662]Важными факторами, влияющими на эффективность контактной очистки, являются температура и продолжительность обработки масла адсорбентом. С повышением температуры возрастает тепловое движение адсорбируемых молекул, что затрудняет их адсорбцию на активной поверхности поглотителя и снижает эффективность очистки. Если же вести очистку при низкой температуре, вязкость масла повышается, что препятствует диффузии адсорбируемых молекул к поверхности адсорбента.
Контактную очистку в процессах производства масел ведут при 160—350 °С, а при регенерации масел поддерживают температуру в пределах 150—200 °С для вязких моторных масел и в интервале 70—75°С для маловязких трансформаторных масел. [c.121]С повышением температуры вязкость масла понижается. Характер изменения вязкости выражается параболой (рис. 2.6а). Такая зависимость неудобна для экстраполяции и для расчетов вязкости. Поэтому кривую зависимости вязкости от температуры строят в полулогарифмических координатах, в которых эта зависимость приобретает практически прямой характер (рис. 2.66). [c.48]
В двух ведущих капиталистических странах — Англии и США требования к качеству масла были разными. Минимальная эксплуатационная темлература принимается в Англии равной —40 °С, а в США —i54° . При этих температурах вязкость масла должна быть не более 15 000 мм с, при которой еще возможен запуск двигателя любого типа без нагрева. Разные требования к низкотемпературным свойствам привели к использованию основной массы масел в США и в Англии разной вязкости — соответственно [c.
61]
Для всей группы моторных масел важное эксплуатационное значение имеет вязкостно-температурная характеристика, гарантирующая достаточную пологость температурной кривой вязкости. Действительно, при низких температурах вязкость масла не должна быть слишком высока, чтобы не затруднялся запуск двигателя. Наоборот, при высокой температуре, характерной для поршневой группы, масло должно обеспечить гидродинамический режим смазки, т. е. вязкость его должна быть достаточно высокой. В технических нормах это качество масел оценивается величиной отношения кинематической вязкости при 50° С к кинематической вязкости при 100° С, которая колеблется для всех моторных масел в пределах от 4 до 9. Для подгруппы авиационных масел введен также показатель — температурный коэффициент вязкости (ТКВ). [c.176]
Снижение коэффициентов трения при температурах 40— 60° С можно объяснить снижением вязкости масла. Это подтверждается кривой на этом же рисунке, характеризующей изменения вязкости масла П-28 в зависимости от температуры.
Вязкость масла замерялась на вискозиметре Энглера. Уменьшение вязкости масла наблюдалось в основном при повышении температуры до 40—45° С. При дальнейшем повышении температуры вязкость снижалась незначительно. [c.100]
Для моторных масел важное эксплуатационное значение имеет вязкостно-температурная характеристика. При низких температурах вязкость масла не должна быть слишком высокой, чтобы не затруднялся пуск двигателя. При высокой температуре в цилиндрах работающего двигателя вязкость масла должна оставаться достаточно высокой. [c.59]
При этой температуре вязкость масла Цю=9,4-10- кг/(м с). [c.368]
Вязкость — свойство жидкости (или газа) оказывать сопротивление при перемещении одной части жидкости (газа) относительно другой. Вязкость смазочных веществ (масел) с повышением температуры уменьшается, а с понижением увеличивается. При значительном понижении температуры вязкость масла может повыситься настолько, что оно потеряет подвижность, а следовательно, и смазочные свойства.
С другой стороны, при повышении температуры вязкость может понизиться настолько, что масло будет вытекать из зазора между трущимися поверхностями. В этих случаях трение будет близко к сухому. [c.13]
Основными физическими свойствами смазочных масел являются вязкость, температура вспышки и температура застывания. С повышением температуры вязкость масла уменьшается приблизительно пропорционально второй степени относительного изменения температуры. Важно, чтобы при высоких температурах, какие могут быть в компрессоре, масло сохраняло способность к образованию масляного слоя. При низких температурах вязкость масла повышается, и масло может потерять текучесть настолько, что не б)дет в состоянии протекать по трубам под действием силы тяжести, что затруднит удаление масла из аппаратов. Кроме того, в трубопроводах малого сечения могут образоваться масляные пробки, нарушающие работу установки. [c.509]
С повышением температуры вязкость масла уменьшается, а с понижением возрастает.
[c.16]
Нормальная температура масла на выходе из маслоохладителя 35— Ъ° С, на выходе из подшипников 50—60° С. При падении температуры масла на выходе из холодильника ниже 30° С следует уменьшить охлаждение или предусмотреть его подогрев, так как при такой температуре вязкость масла резко возрастает. [c.158]
Чем выше температура узла, тем больше должна быть начальная вязкость масла, так как при повышении температуры вязкость масла уменьшается. [c.52]
Вязкость жидкостей, в том числе и масел, изменяется в зависимости от температуры. С повышением температуры вязкость масла падает, и наоборот, чем ниже температура, тем выше вязкость масла. [c.172]
В настоящее время установлено, что для обеспечения надлежащей смазки при высоких рабочих температурах вязкость масла при 100° должна быть не ниже 3,0—3,5 сст.. [c.426]
К подогревателям вязких жидкостей необходимо отнести и подогреватели смазочных масел.
Конструктивно эти аппараты мало отличаются от конструкций подогревателей топлива типа ПН. По тепловому режиму они менее нагружены, так как подогрев масла, как правило, требуется незначительный. При установлении диапазона температур подогрева масла в подогревателях масла типа НМ в основу положены следующие обстоятельства. Для обеспечения наиболее экономичной работы масляных насосов соответствующая начальной температуре вязкость масла должна быть в диапазоне 800—1000 сст. Такая вязкость может быть для менее вязких масел при температуре около 15° С, для более вязких масел около 30° С. [c.127]
Вязкость масла определяет способность масляного слоя поддерживать цапфу в подшипнике. Желательно, чтобы с повышением температуры вязкость масла не слишком снижалась, а при понижении температуры оно оставалось легкоподвижным и текучим. [c.222]
Вязкость масла, находящегося в картере компрессора, изменяется по сложным закономерностям. При заданном постоянном давлении в картере содержание фреона в масле при нагреве уменьшается и поэтому (при низких температурах) вязкость масла возрастает (фиг.
102, левые ветви кривых). [c.237]
Наверное, каждый знает, как трудно завести двигатель автомобиля зимой. Чтобы не разрядить аккумулятор, водитель пытается запустить двигатель рукояткой. Однако при 20-градусном морозе это сделать очень сложно. Тогда водитель заливает в машину горячую воду, разводит под двигателем костер, греет картер паяльной лампой и т. д. Очень часто в холодную погоду, чтобы двигатель не остывал, его время от времени завод-ят на стоянке. В результате расходуется лишний бензин, понапрасну изнашивается двигатель. Почему двигатель так капризен Одной из причин является большая чувствительность масла, применяемого в двигателе для смазки различных его частей, к изменению температуры. Зимой при низкой температуре вязкость масла резко увеличивается, в результате чего масло как бы склеивает все детали, и двигатель трудно завести. При температуре —40° большинство масел, получаемых из нефти, замерзает. Эти-то масла широко используются во всех автомобильных двигателях.
Не только в автомобильных, но и во всех современных двигателях, включая авиационные, а также в приборах различного назначения при низких температурах работа с ними представляет большие трудности. В приборах управления самолетов, ракет, в различных специальных двигателях бороться с этими недостатками нефтяных масел еще сложнее, чем это было показано на примере автомобильного двигателя. Поэтому очень часто конструкторам таких двигателей и приборов приходится предусматривать предварительный нагрев двигателя или прибора, чтобы разогреть масло и понизить его вязкость и этим облегчить запуск двигателя или обеспечить работу прибора. [c.27]
С). Высокая температура нагнетания вызывает понижение вязкости масла. Известно, что с повышением температуры вязкость масла уменьшается приблизительно пропорционально квадрату изменения температуры. Масла фригус и веретенное-2 не имеют требуемой вязкости при таких температурах.
[c.22]Вязкость заливаемого в редуктор масла выбирают в зависимости от скорости и нагрузим обычно от 4,5 до 60 Е (табл. 204). При этом учитывают также твердость. поверхности зубчатых колес, температуру, окружающую данный агрегат при повышении температуры вязкость масла повышают, при понижении — понижают. [c.439]
Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную. Понятиями динамической и кинематической вязкости пользуются обычно при гидродинамических расчетах, например при определении сопротивления трубопроводов. При выборе сма-30ЧНЫ.Х масел для узлов трения пользуются обычно понятием условной вязкости. Условная вязкость — отвлеченное число, выражающее отношение времени истечения 200 см испытуемого масла, помещенного в вискозиметр типа ВУ (Энглера) при температуре испытания (50 или 100° С) ко времени истечения такого же объема дистиллированной воды при температуре 20° С. Условную вязкость, обозначавшуюся ранее градусами Энглера (°Е), выражают теперь в градусах ВУ50 или БУюо (индекс обозначает температуру испытания).
На рис. УКМ дан график перевода вязкостей, выраженных в различных единицах. При выборе масла следует принимать во внимание, что при повышении температуры вязкость масла уменьшается. [c.228]
Не следует приготовлять и высевать приманку при Температуре воздуха ниже +2°, так как при низкой температуре вязкость масла увеличивается и оно неравномерно распределяется по поверхности семян при перемешивании. При температуре воздуха свыше 25° вязкость масла значительно снижается, поэтому хранить в этих условиях приманку можно только 6—8 часов. [c.139]
Возрастание вязкости масла при повышепии давления зависит от температуры. При более высоких температурах вязкость масла меньше изменяется от давления, чем ири низких. [c.22]
Поэтому в спецификациях на моторные масла обязательно указывается степень изменения масла от изменения температуры вязкость масла приводится при двух, а иногда при трех темнературах или, кроме вязкости при одной температуре, дается еще и отношение кинематической вязкости нри 50° С к вязкости нри 100° С.
[c.23]
С понижением температуры вязкость масла возрастает и может достигнуть таких величин, что нормального давления, развиваемого насосом, окажется недостаточно для прокачки масла. [c.26]
Вязкостно-температурная характеристика применяемых масел и их смесей приведена в табл. 263, из которой видно, что масла и их смеси при низких температурах обладают высокими значениями вязкости. С понижением температуры вязкость масла — рабочей жидкости — в амортизаторе увеличивается, что ведет к жесткой работе агрегата и к снижению ходовых качеств машины. Более того, как показал опыт эксплуатации, при температурах ниже минус 30—35° С жесткая работа системы вызывает резкое возрастание сопротивления амортизатора, причем в деталях агрегата возникают напряжения, превышающие предел прочности материала деталей. Нередко в указанных условиях имеют место случаи деформаций и поломок деталей. [c.665]
При минимальной рабочей температуре вязкость масла не должна быть выше значения, при котором осуществление начала движения механизма (без подогрева масла) делается невозмож ным.
Такую предельную величину вязкости мы будем в дальнейшем называть максимально допустимой вязкостью и обозначать Гмакс ИЛИ мако [c.356]
Возрастание вязкости масла от давления сильно зависит от температуры. При боЛее высокой температуре вязкость масла меньше изменяется от давления, чем при низкой. [c.65]
Запуск холодного двигателя зимой затруднен. Причин затрудненного запуска много, в том числе и состояние смазочного масла. С понижением температуры вязкость масла возрастает настолько, что оно перестает течь, так как становится густым и даже может затвердеть. [c.125]
Для всей группы моторных масел важное эксплуатационное значение имеет вязкостно-температурная характеристика, гарантирующая достаточную пологость температурной кривой вязкости. Действительно, при низких температурах вязкость масла не должна быть слишком высокой, чтобы не затруднялся запуск двигателя. [c.181]
Для всей группы моторных масел важное эксплуатационное значение имеет вязкостно-температурная характеристика, гарантирующая достаточную пологость температурной кривой вязкости.
Действительно, при низких температурах вязкость масла не должна быть слишком высокой, чтобы не затруднялся запуск двигателя. Наоборот, при высокой температуре, характерной для поршневой группы, масло должно обеспечить гидродинамический режим смазки, т. е. вязкость его должна быть достаточно высокой. [c.119]
На рис. 120 приведены кривые, поясняющие сказанное. Предположим, что при рабочих температурах вязкость масла должна быть не менее VI. Если получить такое масло из нефти (например, путем вакуумной перегонки мазутов и соответствующей очистки). [c.246]
При понижении температуры возрастают потери на трение за счет увеличения вязкости масла. При плохих низкотемпературных свойствах масла эти потери могут возрасти настолько, что мощность двигателя окажется недостаточной, чтобы их преодолеть. Поэтому к низкотемпературным качествам масел, особенно при зимней эксплуатации, предъявляются повышенные требования. Считают, что для автомобиля вязкость масла при наиболее низких температурах эксплуатации не должна превышать 3500—4500 па.
Вместе с тем необходимо, чтобы при максимальных рабочих температурах вязкость масла не падала очень сильно, — это может вызвать повышенный расход масла вследствие его подтекания через сальники. [c.276]
Вязкость масла определяет допустимые нагрузки на подшипники, работу трения и нагрев трущихся частей компрессоров. С повышением температуры вязкость масла падает. Уменьшается она- также и при растворении в масле холодильных агентов. [c.74]
Второй (верхний) перегиб наступает в основном при положительных температурах (кроме масла с 20% бензина). Наличие верхнего перегиба может быть объяснено тем, что при определенных положительных температурах вязкость масла снижается настолько, что значительная его часть не поступает в нагнетательную магистраль, а выдавливается через боковые и торцевые зазоры шестерен насоса обратно во всасывающий трубопровод. Разжижение масла бензином приводит к перемещению верхних точек перегиба влево. Указанные опыты проводились при одном и том же положении дроссельного крана, имитирующего сопротивление нагнетательной магистрали.
[c.222]
Для обеспечення надежной смазки узлов трения машин и механизмов необходимо, чтобы в интервале рабочих температур вязкость масла изменялась в сравнительно небольшой степени. Кривая зависимости вязкости от температуры должна иметь как можно более пологий вид. Характер хода этой кривой зависит от состава базового масла и вязкостных присадок. [c.47]
Вязкость масел можно определять путем измерения времен] , необходимого для истечения определенного количества испытуемого масла через небольшое отверстие. Чем больше вязкость масла, тем медленнее оно вытекает из сосуда. Вязкость масла меняется с измеиснием температуры. При понижении температуры вязкость масла повышается. Отношение времени истечения масла (нри 50″ или 100°) ко времени вытекания из этого же сосуда такого же [c.29]
Очевидно, что относительное повышение вязкости или степени загущения масла Г, содержащего полиалкилметакрилатную присадку, зависит от температуры.
Вязкость масла Г при 99° С в 3, а при 38° С всего в 2,3 раза больше, чем масла Л. Это различие вязкостей вызывается тем, что растворимость полиизобутилена в масле практически не зависит от темнердтуры, растворимость же полимерного метакрилата обнаруживает отчетливую температурную зависимость поэтому изменение объема и загущающая способность полиалкилметакрилата увеличиваются с повышением температуры. Это дополнительно повышает индекс вязкости масла Г по сравнению с маслом В (159 вместо 143). Температурная зависимость растворимости полимера является вторым важным фактором. [c.36]
При проектировании маслоструйного инжектора необходимо учитывать влияние температуры (вязкости) масла на его характеристику. Особенно это сказывается при работе системы на масле с высокой вязкостью, например на масле турбинное 46, и при малых размерах инжектора. Так, на рис. 4.75 приведены характеристики системы маслоснабжения при различных температурах масла. Видно, что для / = [c.
227]
Растворимость и молекулярная масса. Средние молекулярные массы полимеров, применяемых в качестве загущающих присадок, находятся в пределах (1—10)-10 обычно (1—2)-10. Растворимость в масле снижается с повышением молекулярной массы, т. е. загущающий эффект увеличивается. Растворы вязкостных присадок в маслах представляют собой неньютоновские жидкости, вязкостно-температурные характеристики которых на графике зависимости вязкости от температуры (по ASTM D 341—74 и DIN 51 563) не представлены прямыми линиями, характерными для ньютоновских жидкостей. При низких температурах вязкость увеличивается значительнее, чем прогнозируется логарифмической зависимостью. Линейная экстраполяция вязкостно-температурных зависимостей продуктов, загущенных полимерами, полученных в более высоком интервале температур, опирается на линейные зависимости базового масла. Иными словами, при низких температурах вязкость масла, содержащего вязкостную присадку, [c.197]
Рогрор При вращении подни.
мается вверх и смещается влево (при вращении по часовой стрелке, как на эскизе) на 0,05-г 0,10 мм в зависимости от веса ротора, температуры (вязкости) масла, диаметра шеек и числа оборотов. [c.287]
На корпусе центрифуги предусмотрен клапан 7, который служит для перепуска масла в обход центрифуги в том случае, когда вследствие низкой температуры вязкость масла слишком велика. При недопустимом повышении давления в главной магистрали избыток масла сливается в картер двигателя через клапан 12, установленный в канале 11. Давление масла в систеяе поддерживается в пределах 2,5—3,5 кГ/см . [c.107]
Опыты с моторными маслами
Извечный вопрос о том, какое масло лучше – более жидкое или, напротив, густое – на самом деле не имеет универсального ответа. Доводы за одних и в пользу других — прекрасно известны – больше вязкость масла, значит, плотнее масляные пленки в парах трения двигателя (подшипники коленчатого вала, поршневые кольца).
А плотная масляная пленка хорошо защищает от износа внутренние части двигатели.
Но не все так просто, утверждают сторонники жидких масел – мощность двигателя, угар и расход масла, т.е. надежность двигателя зависит от вязкости масла.
Таким образом, надо не шарахаться от одних моторных масел к другим, а определиться с наилучшей вязкостью масла для вашего двигателя.
SAE – ищем лучшее
Был проведен эксперимент. Сперва замерена мощность двигателя и расход топлива при разных моторных маслах – для уточнения влияния разной вязкости на двигатель автомобиля. После изучено отношение свойств масла к скорости износа.
Перед испытанием двигатель разбирался, взвешивались поршневые кольца, вкладыши подшипников. Затем заново собирался и заправлялся соответствующим моторным маслом, обкатывался в течение 1 часа. Далее, испытано в течение 20 моточасов в режиме повышенного износного цикла.
После того – снова разбирали, взвешивали вкладыши и кольца. В общем, в конце получалась скорость износа в условиях ускоренного испытания.
Согласно результатам испытания трех масел (SAE 5W-40, 10W-40, 15W-40), на прогретом двигателе первая цифра в марке масла не воздействует ни на мощность, ни на расход.
Что касается ресурса, то можно заключить, что чем быстрее масло прокачивается сквозь систему смазки двигателя, тем меньше износ при запуске. «Зимние» масла имеют низкую первую цифру в обозначении марки – это означает, что мотор меньше изнашивается при запуске в холодную погоду. Но вот со второй цифрой не все так просто.
Если взглянуть на графики зависимости крутящего момента двигателя от вязкости масла, то можно заметить, что при повышении скорости «оптимум» уходит в область высокой вязкости. Теперь про ресурс.
Если не обращать внимания на пусковой износ, который возникает из-за присадок, включенных в базовый пакет, то работает правило: больше вязкости – меньше износа.
Ударят морозы трескучие…
Многие автовладельцы убеждены, что в зимний период лучше использовать более жидкое моторное масло, с меньшей вязкостью.
Т.е. в индексе классификации SAE первые две цифры должны быть небольшие. Про первую все ясно – она указывает на предельную отрицательную температуру использования. Но вот слишком низкая температура бывает далеко не всегда и не везде (особенно в последние годы, как сами можете видеть): во многих регионах РФ температура не опускается ниже 10-15 градусов.
И тут снова становится важной вторая цифра индекса. Например, в очень холодную погоду вы все-же запустились. Но при прогреве двигателя – если вязкость масла высока – то выше и потери на трение. Стало быть, для получения тех же оборотов холостого хода бензина вы сожжете куда больше, чем в теплую погоду.
Трение в двигателе пропорционально вязкости масла, и при низкой температуре она увеличивается.
Ну а прогрев зимой обычно долог – следовательно, топлива на «вязких» лубрикантах уйдет гораздо больше. И, конечно, получившаяся смесь будет токсичной – ведь ее нужно обогащать.
Тем не менее, для пар трения имеет значение конкретная рабочая вязкость – и эту вязкость вы должны подобрать с учетом особенностей вашего двигателя. Однако, зимой масло в поддоне картера холоднее, чем в летний период градусов на 20-30.
Так как дискретность классификации вязкости по SAE приблизительная, то вывод – в холодное время года наилучшим для корректной работы пар трения двигателя станет моторное масло с вязкостью меньшей, скажем, 30 вместо 40, 40 вместо 50.
Куда делись «лошади»?
При разборке двигателя узрели картину задира поршней во всех цилиндрах. Хотя на масле 10W-40 все было в норме. Дело в том, что масляные пленки, формирующиеся на поршневых кольцах, дают большое тепловое сопротивление – 60–80 % тепла, воспринимаемого поршнем от газов в камере сгорания, отводится через кольца.
А теплопроводность масла очень низкая. И чем толще пленки, тем меньше тепла отводится от поршня – его температура растет, а значит, увеличивается и диаметр детали. Кстати, допуски зазоров по размерным группам учитывают возможность работы двигателя на маслах четко определенных классов…
Так вот, простой переход с «сороковки» на «пятидесятку» для нашего мотора приводит к увеличению температуры поршня на 8–15 градусов в зависимости от режима его работы. Но кто это учитывает при выборе масла?
И еще. Очевидно, чем более толстые пленки остаются в цилиндре, тем больше масла израсходуется на угар. Поэтому, используя более вязкое масло, не удивляйтесь, если его расход возрастет.
Ну и какое же масло нужно заливать?
Будете смеяться, но ответ прост: исключительно тех групп вязкости, которые рекомендованы автопроизводителем.
Правда и тут есть подвох – порой производитель указывает в инструкции два соседних класса.
Если ездите больше в городе – берите масло с меньшим классом вязкости. В случае же, если же машина больше используется на трассе, то рекомендуется более вязкое масло – так вы немного сэкономите на бензине.
Но сразу оговорюсь – эти советы касаются двигателей с небольшим износом. А вот для немало поездивших и почти прошедших свой ресурс двигателей не рекомендуется использовать летом маловязкие масла. О зимнем периоде написано выше!
Справка
На канистрах с моторным маслом указана вязкость согласно классификации SAE. Присутствие двух цифр, разделенных литерой W, означает, что масло – всесезонное.
Первая определяет тот минимум отрицательной температуры, когда двигатель еще можно «провернуть».
Например, моторное масло 0W-40 должно прокачиваться по системе смазки до -35 °С, 15W-40 – до -20 °С. Следующая, вторая цифра – это вязкость моторного масла при 100 °С.
А именно – допустимый диапазон ее изменения: для «тридцатки» – от 9,3 до 12,5 сСт (сантистокс – единица измерения вязкости), для «сороковки» – от 12,5 до 16,5 сСт,а «пятидесятка» – от 16,3 до 21,9 сСт.
Таким образом, кинематическая вязкость может изменяться почти на 30 %, но в то же время оставаться в допустимых пределах.
Хочешь сделать мотору хорошо – лей то, что рекомендует производитель МОТОРА, а не МАСЛА!
Кстати…
В 1980-х г.г. в ходе экспериментов была установлена толщина масляные пленки под поршневыми кольцами. Кроме того, подчеркнуто, что толщина масляного слоя, вязкость моторного масла влияют на мощность двигателя.
Сильно изношенный автомобиль требует масло большего индекса вязкости; тот, на которой ездят зимой – меньшей (по обеим цифрам индекса SAE).
вязкость
Самым важным физическим свойством смазочного масла является вязкость. Вязкость определяет несущую способность масла, а также то, насколько легко оно циркулирует. Для любого смазочного материала и его применения необходимо учитывать правильный баланс между высокой вязкостью для выдерживания нагрузки и низкой вязкостью для облегчения циркуляции.
Масло обеспечивает не только смазку, но и преимущества, и жизненно важно, чтобы оно текло в любых условиях. При использовании загрязняющие вещества, такие как вода, топливо, попадающее в масло, окисление и сажа — все это влияет на вязкость.Поэтому измерение вязкости является одним из наиболее важных тестов масла в механической системе.
Установленным методом контроля состояния машины является кинематическая вязкость, определяемая как сопротивление потоку под действием силы тяжести.
На вязкость масла влияют:
• Температурные колебания — Индекс вязкости (VI) смазочной жидкости показывает, насколько вязкость масла изменяется в зависимости от температуры. Высокий индекс вязкости указывает на небольшое изменение вязкости масла из-за колебаний температуры, а низкий индекс вязкости указывает на относительно большое изменение вязкости.Масло с вязкостью, которая не сильно меняется в диапазоне от 40 ° C до 100 ° C, будет иметь более высокий индекс вязкости, чем масло с большим изменением вязкости.
Тест индекса вязкости (ASTM D 2270) основан на кинематической вязкости масла при 40 ° C (104 ° F) и 100 ° C (212 ° F). Числа индекса вязкости выше 95 считаются высокими. Масла с высоким индексом вязкости обеспечивают лучшую защиту критически важных компонентов в широком диапазоне температур.
• Присадки — Присадки могут входить в состав масел. Например, всесезонные моторные масла на минеральной основе (кроме натуральных базовых масел с высоким индексом вязкости) содержат упругую присадку, которая компактна при низких температурах и расширяется при высоких температурах в ответ на повышение растворимости жидкости.
• Побочные продукты термического и окислительного разложения — эти побочные продукты нерастворимы, но переносятся маслом в стабильной суспензии.
• Сажа. Сажа, обычно встречающаяся в дизельных двигателях, представляет собой частицу, которая приводит к образованию коллоидной суспензии в масле. Диспергирующая добавка к маслу, предназначенная для предотвращения агломерации и роста частиц сажи, способствует образованию коллоидной суспензии.
• Загрязнение воды — масло и свободная вода не смешиваются, во всяком случае химически. Но при определенных обстоятельствах они объединяются, образуя эмульсию, похожую на кофе со сливками, и это фактически увеличивает кинематическую вязкость масла.
Измерение кинематической вязкости
Гравиметрический капилляр — Наиболее широко используемый метод измерения кинематической вязкости — это использование гравиметрического капилляра с регулируемой температурой, обычно 40 ° C для односортных масел и 40 и 100 ° C для всесезонных масел. Измерения с использованием капиллярных вискозиметров основаны на соотношении вязкости и времени. Чем более вязкое масло, тем дольше оно протекает через капилляр под действием силы тяжести.Сегодня используется несколько стандартизированных капилляров. В большинстве лабораторных приборов используются стеклянные капилляры или «трубки». В более недавнем усовершенствовании полевого измерения кинематической вязкости используется разделенный капилляр с алюминиевой ячейкой
.
Инструменты предназначены для работы как с прямоточными, так и с обратными капиллярами. В прямоточных капиллярах резервуар для образца расположен ниже измерительных отметок. В реверсивных типах резервуар находится над отметками. Капилляры с обратным потоком позволяют проводить испытания непрозрачных жидкостей, а некоторые из них могут иметь третью измерительную метку.Наличие трех измерительных меток обеспечивает два последующих времени потока и улучшает повторяемость измерений.
► ПОРТАТИВНЫЙ КАПИЛЛЯРНЫЙ ВИСКОМЕТР ПРЯМОГО ПОТОКА БЕЗ РАСТВОРИТЕЛЯ
Полевые или мобильные приложения, где требуется результат кинематической вязкости, могут быть удовлетворены с помощью вискозиметров нового поколения, основанных на конструкции капилляров с разделенными ячейками Хеле-Шоу. Одиночный подогреваемый алюминиевый блок с механически обработанным капилляром обеспечивает контролируемую вязкость при 40 C без использования растворителей для очистки.
Как и в случае с лабораторными системами, образец объемом 60 микролитров дозируется и вводится в ячейку с контролируемой температурой, обычно установленную на 40 C.
Устройство сообщает кинематическую вязкость непосредственно на экране после завершения. После тестирования оператор энергично очищает планшеты с помощью чистящей салфетки, а ячейка нагревается для следующего образца.
► СИСТЕМЫ ВАННЫ С ПОСТОЯННОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ С РУЧНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
Эти системы состоят из ванны с очень точным контролем температуры, в которую погружены капилляры прямого потока.Проба масла, обычно 10 мл, всасывается в трубку, пока не достигнет начальной точки. Затем всасывание прекращается, и масло самотеком течет через контролируемую капиллярную секцию трубки. На трубке видны две-три отметки. Оператор наблюдает за мениском масла, проходящего через начальную точку. На этом этапе оператор подсчитывает, сколько времени требуется маслу, чтобы пройти окончательную отметку. Пробирки подбираются таким образом, чтобы на выполнение теста требовалось не менее 200 секунд. Это упрощает ведение хронометража вручную.ASTM D 445 — это метод кинематической вязкости, который изначально был написан для ручного метода.
► АВТОМАТИЧЕСКИЙ МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД УББЕЛОДЕ
Обычная система, используемая лабораториями, — это автоматизированный модифицированный метод Уббелоде. Флакон объемом 10 мл помещается в небольшую стойку-карусель. Система закачивает масло в трубки ручным способом, хотя в этом случае все задачи контролируются компьютерной программой. Система не требует, чтобы оператор контролировал и измерял время потока масла.
Важные выводы
Вязкость — критическое свойство жидкости, и мониторинг вязкости необходим для анализа масла.Обязательно изучите методы измерения кинематической вязкости отработанных масел и помните, что методы немного отличаются. Важно понимать детали измерения вязкости, чтобы можно было принимать точные решения о смазке.
При поиске вискозиметра на месте не ищите полного согласия между кинематическим вискозиметром лаборатории и приборами, особенно для полевых систем. Учитывайте технику, условия и среду пользователя. Сложно ли получить или использовать растворители? Используется ли оборудование регулярно? Всегда устанавливайте базовый уровень нового масла с тем же вискозиметром, который вы используете с рабочим маслом.
Вернуться на страницу анализа масла.
Получите бесплатное электронное руководство и узнайте больше
Скачать электронное руководство
10.7: Вязкость — Chemistry LibreTexts
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Участники и авторства
Поскольку его молекулы могут скользить друг вокруг друга, жидкость имеет способность течь.Сопротивление такому течению называется вязкостью . Жидкости, которые текут очень медленно, например глицерин или мед, имеют высокую вязкость. Такие, как эфир или бензин, которые очень легко текут, имеют низкую вязкость.
Вязкость определяется силой межмолекулярных сил и особенно формой молекул жидкости. Жидкости, молекулы которых полярны или могут образовывать водородные связи, обычно более вязкие, чем аналогичные неполярные вещества.
Мед, в основном глюкоза и фруктоза (см. Изображение ниже), является хорошим примером жидкости, вязкость которой обязана водородным связям.
Жидкости, содержащие длинные молекулы, всегда очень вязкие. Это происходит потому, что молекулярные цепочки запутываются друг в друге, как спагетти — для того, чтобы жидкость текла, молекулы должны сначала распасться. Мазут, консистентная смазка и другие молекулы длинноцепочечных алканов довольно вязкие по этой причине. Глицерин, CH 2 OHCHOHCH 2 OH, вязкий отчасти из-за длины цепи, но также из-за широких возможностей образования водородных связей между молекулами.На видео ниже показано несколько различных масел с длинными цепями, каждое из которых становится все более вязким.
Вязкость жидкости всегда уменьшается с повышением температуры. По мере того, как молекулы приобретают больше энергии, они могут легче вырваться из-под взаимной тяги. Длинноцепочечные молекулы также могут более свободно изгибаться при более высокой температуре и, следовательно, быстрее распутываться.
Ниже представлено видео, демонстрирующее этот эффект с бытовой жидкостью: медом. В качестве предупреждения в ролике громкой фоновой музыки .
Авторы и авторство
Вязкость масла: что это такое + как это измеряется + 7 часто задаваемых вопросов
Вязкость — одно из важнейших свойств моторного масла.
Он определяет, как масло течет через движущиеся части двигателя, и покрывает движущиеся части двигателя, чтобы они не соприкасались друг с другом. Это также влияет на то, насколько хорошо передается тепло двигателя.
Итак, что такое вязкость масла?
Мы обсудим, как определяется вязкость масла, включая разницу между динамической вязкостью и кинематической вязкостью.А если вам интересно узнать об индексе вязкости, у нас есть и этот вопрос, а также несколько часто задаваемых вопросов, которые помогут дополнительно уточнить вязкость моторного масла.
В этой статье содержится: Давай проворачиваем.
Вязкость описывает сопротивление жидкости течению. Он указывает, насколько жидкая или густая жидкость.
Вот простой способ думать о вязкости:
- Тонкие легкие жидкости имеют низкую вязкость (например, тормозная жидкость)
- Густые тяжелые жидкости имеют более высокую вязкость (например, консистентная смазка)
Масло разжижается при нагревании, поэтому вязкость моторного масла зависит от того, насколько хорошо оно разливается при нагревании. определенная температура.
Вязкость моторного масла обычно определяется через его кинематическую вязкость и динамическую вязкость (абсолютную вязкость). Еще один важный показатель вязкости — индекс вязкости.
Давайте посмотрим:
A. Кинематическая вязкость
Кинематическая вязкость — это сопротивление жидкости потоку и сдвигу под действием силы тяжести.
Если вы нальете воду в одну емкость и нальете мед в другую, вы заметите, что вода течет быстрее. Это потому, что вода имеет более низкую кинематическую вязкость, чем мед.
Класс вязкости масел при высоких температурах определяется его кинематической вязкостью (обычно проверяется согласно ASTM D445). И это значение обычно указывается при 40 ° C (100 ° F) или 100 ° C (212 ° F).
Для моторных масел кинематическая вязкость обычно измеряется при 100 ° C, поскольку это температура, к которой относится классификация моторных масел SAE.
B. Динамическая вязкость (абсолютная вязкость)
Динамическая вязкость (или абсолютная вязкость) немного отличается от кинематической вязкости.
Допустим, вы размешивали соломинкой сначала воду, затем мед.
Для перемешивания меда потребуется больше усилий, потому что он имеет более высокую вязкость, чем вода. Динамическая вязкость означает количество энергии, необходимое для перемещения объекта в жидкости.
Для моторного смазочного материала динамическая вязкость определяет класс вязкости масла при низких температурах (рейтинг «W»). Он измеряется с помощью теста имитатора холодного проворачивания, который имитирует запуск двигателя при все более низких настройках температуры.
C. Индекс вязкости масла
Индекс вязкости(VI) — это безразмерное число , показывающее, насколько кинематическая вязкость смазочного материала изменяется с температурой.
Получено путем сравнения кинематической вязкости испытательного масла при 40 ° C с кинематической вязкостью двух эталонных масел. Одно из эталонных масел имеет индекс вязкости 0, а другое — 100. Все три масла имеют одинаковую вязкость при 100 ° C и .
Если вязкость испытуемого масла не сильно меняется в диапазоне от 40 ° C до 100 ° C, оно будет иметь высокий индекс вязкости , что означает, что его вязкость относительно стабильна при различных температурах.
Многие усовершенствованные составы традиционных и синтетических смазочных материалов имеют индекс вязкости более 100.
Затем давайте рассмотрим несколько часто задаваемых вопросов, связанных с вязкостью масла.
7 Часто задаваемые вопросы О Вязкость моторного маслаВот ответы на некоторые распространенные вопросы о вязкости масла:
1. Кто разработал классы вязкости масла?
Классы вязкости моторных и трансмиссионных масел (SAE J300) были разработаны Обществом автомобильных инженеров (SAE).
2. Что такое всесезонные масла?
До того, как были разработаны всесезонные масла, в большинстве автомобилей использовалось масло одного класса вязкости зимой, а другое — летом.
По мере развития технологии производства моторных масел такие присадки, как улучшители индекса вязкости (VII), разрешены для всесезонных масел. Эти масла имеют два класса вязкости, поэтому моторное масло одного сорта можно использовать в течение всего года.
3. Что означают цифры всесезонного масла?
Класс вязкости маслаSAE указан в формате «XW-XX», где «W» означает «зима».
Номер перед буквой W означает для низких температур вязкость масла . Он измерен при температуре -17,8 ° C (0 ° F) и имитирует условия запуска автомобиля зимой. Чем меньше это число, тем тоньше масло при более низких настройках температуры.
Итак, 0W-20 — довольно плавное маловязкое масло для холодных пусков.
Номер после , буква «W» означает высокотемпературное вязкость масла .Измеренный при 100 ° C (212 ° F), он представляет поток масла при рабочей температуре двигателя. Чем выше число, тем устойчивее масло к разбавлению при более высоких температурах.
Это означает, что 10W-40 будет отличным высоковязким маслом для тяжелых нагрузок и высоких температур.
Примечание: Трансмиссионные масла имеют такой же формат классификации SAE, что и моторные смазки, но их классификации не связаны. Моторные и трансмиссионные масла с одинаковой вязкостью будут иметь заметно разные обозначения класса вязкости по SAE.
4. Что происходит, если вязкость моторного масла слишком низкая?
Масла с более низкой вязкостью хороши для холодного запуска, но когда жидкое масло слишком жидкое для вашего двигателя, может произойти вот что:
- Повышенное трение и износ двигателя: Разбавленное масло может недостаточно заполнить зазоры между деталями двигателя, увеличивая контакт металла с металлом. Это может усугубиться из-за сильной жары, так как моторное масло становится более жидким при резких скачках температуры.
- Пониженное давление масла : Компоненты двигателя могут изнашиваться быстрее, если моторное масло слишком жидкое, что приводит к недостаточному давлению масла.
- Повышенный моторное масло Расход: Разбавленное масло может легко пробираться через уплотнения (особенно если они изношены), выгорает при сгорании или протекает, что приводит к повышенному расходу моторного масла и потенциально опасно. депозиты.
5. Что происходит, если вязкость моторного масла слишком большая?
Масло с более высокой вязкостью идеально подходит для тяжелых нагрузок и теплого климата, но если оно слишком густое, оно может повредить ваш двигатель:
- Повышенные рабочие температуры : Масло с более высокой вязкостью не передает тепло между частями двигателя так быстро, как масло с более низкой вязкостью.Это может повысить рабочую температуру двигателя, что ускоряет разложение масла и вызывает образование шлама.
- Сниженная экономия топлива : Более густое масло будет труднее циркулировать в вашем двигателе, что приведет к снижению топливной экономичности двигателя и сокращению расхода топлива.
- Плохое низкая температура запусков: Использование более густого масла в неподходящих климатических условиях может привести к повышенному износу двигателя, поскольку он с трудом запускается.Слишком густое масло может вызвать значительную нагрузку на аккумулятор и привести к остановке двигателя в холодный зимний день.
6. Какие классы вязкости моторного масла наиболее популярны?
Наиболее часто используемые классы вязкости моторных масел — это 5W-30 и 5W-20, причем в последнее время все большую популярность приобрел 0W-20.
Эти более жидкие всесезонные масла получили преимущество перед предпочтительными ранее более густыми сортами масел, такими как 20W-50 или 10W-30, из-за более узких масляных каналов в современных двигателях меньшего размера.
Для уменьшения зазоров в деталях двигателя требуется масло с более низкой вязкостью, с дополнительным преимуществом лучшей экономии топлива за счет быстро растекающегося моторного масла.
7. Влияет ли тип моторного масла на вязкость?
По большей части нет.
Моторное масло той же вязкости может присутствовать в обычном масле, синтетическом масле или полностью синтетическом масле. Они будут содержать присадки, такие как улучшители индекса вязкости, модификаторы трения, противоизносные присадки и многое другое, чтобы обеспечить эффективную защиту двигателя и его рабочие характеристики.
Однако очень с низкой вязкостью зимние масла , такие как 0W-20 или 0W-30, поставляются только в виде синтетической смеси или полностью синтетического масла.
Почему?
Обычная нефть очищается только из сырой нефти и содержит много примесей. Синтетическое базовое масло химически разработано для создания молекул однородной формы с меньшим количеством примесей. Это позволяет синтетическому маслу течь при гораздо более низкой температуре.
Заключительные мысли Знание того, как разная вязкость моторного масла может повлиять на производительность, долговечность и расход топлива вашего двигателя, является важной частью ухода за автомобилем, помимо того, как часто необходимо менять масло.
Лучшее место, где можно найти подходящую вязкость, — это руководство по эксплуатации вашего автомобиля. В руководстве могут быть рекомендованы различные марки масла в зависимости от того, где находится автомобиль, поскольку климат является важным фактором выбора.
А если вам нужна помощь с заменой масла, вы всегда можете заполучить RepairSmith !
RepairSmith — это мобильное решение для ремонта и обслуживания автомобилей , которое предлагает простое онлайн-бронирование и доступно 7 дней в неделю .Мы не только можем помочь с заменой масла, но и предоставить большинство услуг, которые могут потребоваться вашему автомобилю, прямо на месте.
Просто свяжитесь с нами, и наши механики , сертифицированные ASE , помогут вам протянуть руку прямо на подъездной дорожке!
Вязкость— Гипертекст по физике
Обсуждение
определений
Неформально вязкость — это величина, которая описывает сопротивление жидкости потоку.
Жидкости сопротивляются относительному движению погруженных в них объектов через них, а также движению слоев с разными скоростями внутри них.
(динамическая) вязкость
Формально вязкость (обозначается символом η «eta») — это отношение напряжения сдвига ( F / A ) к градиенту скорости (∆ v x / ∆ z или dv x / dz ) в жидкости.
или
Более обычная форма этой связи, называемая уравнением Ньютона , утверждает, что результирующий сдвиг жидкости прямо пропорционален приложенной силе и обратно пропорционален ее вязкости.Сходство со вторым законом движения Ньютона ( F = ma ) должно быть очевидным.
Или, если вы предпочитаете символы исчисления (а кто не любит)…
Единицей вязкости в системе СИ является паскаль-секунда [Па · с], которая не имеет специального названия. Несмотря на самопровозглашенное название международной системы, Международная система единиц мало повлияла на вязкость в международном масштабе.
Паскаль-секунда встречается сегодня в научной и технической литературе гораздо реже, чем следовало бы.Наиболее распространенная единица вязкости — дин-секунда на квадратный сантиметр [дин-с / см 2 ], получившая название пуаз [P] в честь французского физиолога Жана Пуазейля (1799–1869). Десять пуаз равны одной паскаль-секунде [Па с], что делает сантипуаз [сП] и миллипаскаль секунду [мПа с] идентичными.
| 1 Па · с = | 10-пол. |
| 1000 мПа · с = | 10-пол. |
| 1 мПа · с = | 0.01 P |
| 1 мПа · с = | 1 сП |
кинематическая вязкость
На самом деле есть две величины, которые называются вязкостью. Величина, определенная выше, иногда называется динамической вязкостью , абсолютной вязкостью или простой вязкостью , чтобы отличить ее от других величин, но обычно это просто вязкость.
Другая величина, называемая кинематической вязкостью , (обозначается греческой буквой ν «ню») — это отношение вязкости жидкости к ее плотности.
Кинематическая вязкость — это мера сопротивления потока жидкости под действием силы тяжести. Его часто измеряют с помощью устройства, называемого капиллярным вискозиметром — в основном это градуированная банка с узкой трубкой на дне. Когда две жидкости равного объема помещаются в одинаковые капиллярные вискозиметры и позволяют течь под действием силы тяжести, более вязкая жидкость протекает через трубку дольше, чем менее вязкая. Более подробно капиллярные вискозиметры будут рассмотрены позже в этом разделе.
Единица измерения кинематической вязкости в системе СИ — квадратный метр в секунду [м 2 / с], не имеющая специального названия. Этот агрегат настолько велик, что используется редко. Более распространенной единицей кинематической вязкости является квадратный сантиметр в секунду [см 2 / с], которому дали название Stokes [St] в честь ирландского математика и физика Джорджа Стокса (1819–1903).
Один квадратный метр в секунду равен десяти тысячам стоек.
| 1 см 2 / с = | 1 Ст. |
| 1 м 2 / с = | 10,000 см 2 / с |
| 1 м 2 / с = | 10,000 Ст. |
Даже эта единица измерения слишком велика, поэтому наиболее распространенной единицей измерения является, вероятно, квадратный миллиметр в секунду [мм 2 / с] или сантистокс [сСт].Один квадратный метр в секунду равен одному миллиону сантистоксов.
| 1 мм 2 / с = | 1 сСт |
| 1 м 2 / с = | 1000000 мм 2 / с |
| 1 м 2 / с = | 1000000 сСт |
Stokes — редкий пример слова в английском языке, в котором формы единственного и множественного числа идентичны. Рыба — самый непосредственный пример такого слова.
1 рыба, 2 рыбы, красная рыба, синяя рыба; 1 сток, 2 стокса, несколько стоксов, несколько стоксов.
факторов, влияющих на вязкость
Вязкость в первую очередь зависит от материала. Вязкость воды при 20 ° C составляет 1,0020 миллипаскаль секунды (что удобно близко к единице только по совпадению). Большинство обычных жидкостей имеют вязкость порядка от 1 до 1000 мПа с, в то время как газы имеют вязкость от 1 до 10 мкПа с. Пасты, гели, эмульсии и другие сложные жидкости сложнее обобщить.Некоторые жиры, такие как масло или маргарин, настолько вязкие, что кажутся больше похожими на мягкие твердые вещества, чем на текущие жидкости. Расплавленное стекло чрезвычайно вязкое и по мере затвердевания приближается к бесконечной вязкости. Поскольку этот процесс не так хорошо определен, как истинное замораживание, некоторые считают (ошибочно), что стекло все еще может течь даже после полного охлаждения, но это не так. При обычных температурах стекла такие же твердые, как и настоящие твердые тела.
Из повседневного опыта должно быть известно, что вязкость зависит от температуры.Мед и сиропы могут течь легче при нагревании. Моторное масло и гидравлические жидкости значительно загустевают в холодные дни и значительно влияют на работу автомобилей и другой техники в зимние месяцы. Как правило, вязкость простой жидкости уменьшается с повышением температуры. С повышением температуры средняя скорость молекул в жидкости увеличивается, а количество времени, которое они проводят «в контакте» со своими ближайшими соседями, уменьшается. Таким образом, с повышением температуры средние межмолекулярные силы уменьшаются.Фактический способ изменения этих двух величин является нелинейным и резко меняется, когда жидкость меняет фазу.
Вязкость обычно не зависит от давления, но жидкости под экстремальным давлением часто имеют повышенную вязкость. Поскольку жидкости обычно несжимаемы, увеличение давления на самом деле не приводит к значительному сближению молекул. Простые модели молекулярных взаимодействий не могут объяснить такое поведение, и, насколько мне известно, не существует общепринятой более сложной модели, которая могла бы это сделать.
Жидкая фаза, вероятно, наименее изучена из всех фаз вещества.
В то время как жидкости становятся более текучими по мере того, как они нагреваются, газы становятся более густыми. (Если представить себе «густой» газ.) Вязкость газов увеличивается с увеличением температуры и приблизительно пропорциональна квадратному корню из температуры. Это связано с увеличением частоты межмолекулярных столкновений при более высоких температурах. Поскольку большую часть времени молекулы в газе свободно летают через пустоту, все, что увеличивает количество раз, когда одна молекула контактирует с другой, снижает способность молекул в целом участвовать в скоординированном движении.Чем больше эти молекулы сталкиваются друг с другом, тем более беспорядочным становится их движение. Физические модели, выходящие за рамки этой книги, существуют уже почти столетие, которые адекватно объясняют температурную зависимость вязкости в газах. Новые модели работают лучше, чем старые. Они также согласны с наблюдением, что вязкость газов примерно не зависит от давления и плотности.
Газовая фаза, вероятно, является наиболее изученной из всех фаз материи.
Поскольку вязкость настолько зависит от температуры, без нее нельзя указывать ее.
Вязкость выбранных материалов (обратите внимание на разнообразие префиксов единиц измерения)
| простые жидкости | T (° C) | η (мПа с) |
|---|---|---|
| спирт этиловый (зерновой) | 20 | 1,1 |
| спирт изопропиловый | 20 | 2,4 |
| спирт метиловый (древесный) | 20 | 0.59 |
| кровь | 37 | 3–4 |
| этиленгликоль | 25 | 16,1 |
| этиленгликоль | 100 | 1,98 |
| фреон 11 (пропеллент) | −25 | 0,74 |
| фреон 11 (пропеллент) | 0 | 0,54 |
| фреон 11 (пропеллент) | +25 | 0,42 |
| фреон 12 (хладагент) | −15 | ? |
| фреон 12 (хладагент) | 0 | ? |
| фреон 12 (хладагент) | +15 | 0. 20 |
| галлий | > 30 | 1 ~ 2 |
| глицерин | 20 | 1420 |
| глицерин | 40 | 280 |
| гелий (жидкий) | 4 К | 0,00333 |
| ртуть | 15 | 1,55 |
| молоко | 25 | 3 |
| масло растительное рапсовое | 25 | 57 |
| масло растительное рапсовое | 40 | 33 |
| масло растительное кукурузное | 20 | 65 |
| масло растительное кукурузное | 40 | 31 |
| масло растительное оливковое | 20 | 84 |
| масло растительное оливковое | 40 | ? |
| масло растительное, соевое | 20 | 69 |
| масло растительное, соевое | 40 | 26 |
| масло машинное светлое | 20 | 102 |
| масло машинное тяжелое | 20 | 233 |
| пропиленгликоль | 25 | 40. 4 |
| пропиленгликоль | 100 | 2,75 |
| вода | 0 | 1,79 |
| вода | 20 | 1,00 |
| вода | 40 | 0,65 |
| вода | 100 | 0,28 |
| газы | T (° C) | η (мкПа с) |
|---|---|---|
| воздух | 15 | 17.9 |
| водород | 0 | 8,42 |
| гелий (газ) | 0 | 18,6 |
| азот | 0 | 16,7 |
| кислород | 0 | 18,1 |
| сложные материалы | T (° C) | η (Па · с) |
|---|---|---|
| герметик | 20 | 1000 |
| стекло | 20 | 10 18 –10 21 |
стекло, деформация ч. | 504 | 10 15,2 |
| стекло, отжиг ч. | 546 | 10 12,5 |
| стекло смягчающее пт. | 724 | 10 6,6 |
| стекло рабочее пт. | 10 3 | |
| стекло плавки пт. | 10 1 | |
| мед | 20 | 10 |
| кетчуп | 20 | 50 |
| сало | 20 | 1000 |
| меласса | 20 | 5 |
| горчичный | 25 | 70 |
| арахисовое масло | 20 | 150–250 |
| сметана | 25 | 100 |
| сироп шоколадный | 20 | 10–25 |
| сироп кукурузный | 25 | 2–3 |
| сироп кленовый | 20 | 2–3 |
| гудрон | 20 | 30 000 |
| овощной жир | 20 | 1200 |
моторное масло
Моторное масло похоже на любую другую жидкость тем, что его вязкость зависит от температуры и давления.
Поскольку можно предвидеть условия, в которых будет эксплуатироваться большинство автомобилей, поведение моторного масла можно определить заранее. В США организацией, которая устанавливает стандарты характеристик моторных масел, является Общество автомобильных инженеров (SAE). Схема нумерации SAE описывает поведение моторных масел в условиях низких и высоких температур — условий, которые соответствуют температуре запуска и эксплуатации. Первое число, за которым всегда следует буква W для зимы, описывает низкотемпературное поведение масла при запуске, а второе число описывает высокотемпературное поведение масла после того, как двигатель проработал некоторое время.Более низкие значения SAE относятся к маслам, которые предназначены для использования при более низких температурах. Масла с низкими числами SAE обычно более текучие (менее вязкие), чем масла с высокими числами SAE, которые имеют тенденцию быть более густыми (более вязкими).
Например, масло 10W ‑ 40 будет иметь вязкость не более 7000 мПа с в картере холодного двигателя, даже если его температура упадет до -25 ° C холодной зимней ночью и вязкость не менее 2,9 мПа с в детали двигателя под высоким давлением вблизи точки перегрева (150 ° C).
Вязкостные характеристики моторных масел марок
| sae префикс | динамическая вязкость, проворачивание максимальное | Вязкость динамическая, накачка максимальная |
|---|---|---|
| 00 Вт | 06,200 мПа · с (-35 ° C) | 60,000 мПа · с (-40 ° C) |
| 05W | 06 600 мПа с (-30 ° C) | 60,000 мПа · с (-35 ° C) |
| 10 Вт | 07,000 мПа · с (-25 ° C) | 60,000 мПа · с (-30 ° C) |
| 15 Вт | 07,000 мПа · с (-20 ° C) | 60,000 мПа · с (-25 ° C) |
| 20 Вт | 09,500 мПа · с (-15 ° C) | 60,000 мПа · с (-20 ° C) |
| 25 Вт | 13000 мПа с (-10 ° C) | 60,000 мПа · с (-15 ° C) |
| sae суффикс | кинематическая вязкость, низкая скорость сдвига (100 ° C) | динамическая вязкость, высокая скорость сдвига (150 ° C) |
|---|---|---|
| 08 | 04. 0–6,10 мм 2 / с | > 1,7 мПа с |
| 12 | 05,0–7,10 мм 2 / с | > 2,0 мПа с |
| 16 | 06,1–8,20 мм 2 / с | > 2,3 мПа с |
| 20 | 05,6–9,30 мм 2 / с | > 2,6 мПа с |
| 30 | 09,3–12,5 мм 2 / с | > 2,9 мПа с |
| * 40 * | 12.5–16,3 мм 2 / с | > 2,9 мПа с |
| † 40 † | 12,5–16,3 мм 2 / с | > 3,7 мПа с |
| 50 | 16,3–21,9 мм 2 / с | > 3,7 мПа с |
| 60 | 21,9–26,1 мм 2 / с | > 3,7 мПа с |
вискозиметр капиллярный
Математическое выражение, описывающее течение жидкости в круглых трубках, было определено французским врачом и физиологом Жаном Пуазейлем (1799–1869).
Поскольку оно было независимо открыто немецким инженером-гидротехником Готтильфом Хагеном (1797–1884), оно должно называться уравнением Хагена-Пуазейля , но обычно его называют просто уравнением Пуазейля . Я не буду выводить это здесь (но, вероятно, когда-нибудь смогу). Для нетурбулентного, непульсирующего потока жидкости через однородную прямую трубу объемный расход ( q м ) составляет…
- прямо пропорциональна разнице давлений (∆ P ) между концами трубки
- обратно пропорционально длине (ℓ) трубки
- обратно пропорциональна вязкости (η) жидкости
- пропорционально четвертой степени радиуса ( r 4 ) трубки
Решите для определения вязкости, если это то, что вы хотите знать.
Капиллярный вискозиметр… продолжайте писать… извините, это неполно.
падающая сфера
Математическое выражение, описывающее силу вязкого сопротивления на сфере, было определено британским физиком XIX века Джорджем Стоуксом.
Я не буду выводить это здесь (но, вероятно, когда-нибудь в будущем).
R = 6πη rv
Формула подъемной силы на сфере была утверждена древнегреческим инженером Архимедом из Сиракуз, но уравнения тогда еще не были изобретены.
B = ρ жидкость гВ вытесненная
Формулу веса должен был кто-то изобрести, но я не знаю кто.
W = мг = ρ объект гВ объект
Давайте объединим все это вместе для сферы, падающей в жидкость. Вес указывает вниз, точки плавучести вверх, точки перетаскивания вверх. Через некоторое время сфера упадет с постоянной скоростью. Когда это произойдет, все эти силы аннулируются.Когда сфера падает сквозь жидкость, она полностью погружается в воду, поэтому можно говорить только об одном объеме — объеме сферы. Давайте поработаем над этим.
| B | + | R | = | Вт | |
| ρ жидкость гВ | + | 6πη rv | = | ρ объект гВ | |
| 6πη rv | = | (ρ объект — ρ жидкость ) гВ | |||
| 6πη rv | = | ∆ρ г 4 3 π r 3 | |||
И вот мы.
Бросьте шар в жидкость. Если вы знаете размер и плотность шара, а также плотность жидкости, вы можете определить вязкость жидкости. Если вы не знаете плотность жидкости, вы все равно можете определить кинематическую вязкость. Если вы не знаете плотность сферы, но знаете ее массу и радиус, то вы можете вычислить ее плотность.
неньютоновские жидкости
Уравнение Ньютона связывает напряжение сдвига и градиент скорости с помощью величины, называемой вязкостью.Ньютоновская жидкость — это жидкость, в которой вязкость является просто числом. Неньютоновская жидкость — это жидкость, вязкость которой является функцией некоторой механической переменной, такой как напряжение сдвига или время. Говорят, что неньютоновские жидкости, которые меняются со временем, имеют память .
Некоторые гели и пасты ведут себя как жидкость при работе или взбалтывании, а затем переходят в почти твердое состояние в состоянии покоя. Такие материалы являются примерами жидкости для разжижения сдвига.
Краска для дома — это жидкость, разжижающая сдвиг, и это тоже хорошо.Чистка щеткой, прокатка или распыление — это средства временного приложения напряжения сдвига. Это снижает вязкость краски до точки, при которой она может вытекать из аппликатора на стену или потолок. После снятия напряжения сдвига краска возвращается к своей остаточной вязкости, которая настолько велика, что соответствующий тонкий слой ведет себя больше как твердое тело, чем жидкость, и краска не растекается и не капает. Подумайте, каково было бы рисовать водой или медом для сравнения. Первый всегда слишком жидкий, а второй — слишком липкий.
Зубная паста — еще один пример материала, вязкость которого снижается под действием нагрузки. Зубная паста, находящаяся внутри тюбика, ведет себя как твердое вещество. Он не будет вытекать самопроизвольно, когда колпачок снят, но он потечет, когда вы надавите на него. Теперь он перестает вести себя как твердое тело и начинает действовать как густая жидкость. когда паста попадает на вашу зубную щетку, напряжение снимается, и зубная паста возвращается в почти твердое состояние.
Вам не нужно беспокоиться о том, что он стечет с кисти, когда вы подносите ее ко рту.
Жидкости для разжижения при сдвиге можно разделить на три основные группы. Материал, вязкость которого снижается под действием напряжения сдвига, но остается постоянной с течением времени, называется псевдопластическим . Материал, вязкость которого снижается под действием напряжения сдвига, а затем продолжает уменьшаться со временем, называется тиксотропным . Если переход от высокой вязкости (почти полутвердый) к низкой вязкости (по существу, жидкости) происходит только после того, как напряжение сдвига превышает некоторое минимальное значение, то говорят, что материал представляет собой пластик bingham .
Материалы, которые загустевают при работе или перемешивании, называются загустителями при сдвиге . Пример, который часто демонстрируют в классах естественных наук, — это паста из кукурузного крахмала и воды (смешанная в правильных пропорциях).
Получающаяся в результате странная слизь ведет себя как жидкость при медленном сжатии и как эластичное твердое вещество при быстром сжатии. Честолюбивые демонстранты науки наполнили резервуары этим веществом, а затем наткнулись на него. Пока они движутся быстро, поверхность действует как кусок твердой резины, но в тот момент, когда они перестают двигаться, паста ведет себя как жидкость, и демонстратор принимает ванну с кукурузным крахмалом.Из-за утолщения при сдвиге из ванны трудно выйти. Чем усерднее вы работаете, чтобы выбраться, тем сильнее материал втягивает вас обратно. Единственный способ избежать этого — двигаться медленно.
Материалы, которые под воздействием стресса становятся почти твердыми, — это больше, чем просто любопытство. Они идеальные кандидаты для бронежилетов и защитной спортивной набивки. Пуленепробиваемый жилет или наколенник, сделанный из материала, утолщающего сдвиг, будет податливым и податливым для легких нагрузок обычных движений тела, но станет твердым как камень в ответ на травматическое напряжение, вызванное оружием или падением на землю.
Загущающие при сдвиге жидкости также делятся на две группы: жидкости с зависящей от времени вязкостью (материалы с памятью) и жидкости с вязкостью, не зависящей от времени (материалы без памяти). Если увеличение вязкости со временем увеличивается, говорят, что материал реопектик . Если увеличение примерно прямо пропорционально напряжению сдвига и не меняется со временем, говорят, что материал дилатант .
| для истончения сдвига | утолщение под сдвиг | |
|---|---|---|
| зависящий от времени (материалы памяти) | тиксотропный кетчуп, мед, зыбучие пески, змеиный яд, полимерные толстопленочные чернила | реопектик сливки взбитые |
| не зависящие от времени (материалы без памяти) | псевдопластик краска, гель для укладки, взбитые сливки, тесто для торта, яблочное пюре, чернила шариковой ручки, металлокерамические чернила | дилатант крахмальные пасты, глупая замазка, синовиальная жидкость, шоколадный сироп, вязкие связующие жидкости, жидкая броня |
| с пределом текучести | bingham plastic зубная паста, буровой раствор, кровь, масло какао, майонез, йогурт, томатное пюре, лак для ногтей, отстой сточных вод | н / д |
С небольшой корректировкой уравнение Ньютона может быть записано как степенной закон , который обрабатывает псевдопластику и дилантанты — уравнение Оствальда-де Ваэля …
Ф. | = к | ⎛ ⎜ | дв x | ⎞ n ⎟ ⎠ |
| А | дз |
, где η вязкость заменяется на k индекс консистенции потока [Па с n ], а градиент скорости повышается до некоторой степени n , называемый индексом поведения потока [безразмерный].Последнее число зависит от класса жидкости.
| n <1 | n = 1 | n > 1 |
| псевдопластический | ньютон | дилатант |
Для работы с пластиками Бингема необходима другая модификация уравнения Ньютона — уравнение Бингема …
| Ф. | = σ y + η pl | дв x |
| А | дз |
, где σ y — предел текучести [Па], а η pl — пластическая вязкость [Па · с].
Первое число отделяет пластик Бингема от ньютоновских жидкостей.
| σ y <0 | σ y = 0 | σ y > 0 |
| невозможно | ньютон | бингхэм пластик |
Объединение степенного закона Оствальда-де Ваэля с пределом текучести Бингема дает нам более общее уравнение Гершеля-Балкли …
| Ф. | = σ y + k | ⎛ ⎜ | дв x | ⎞ n ⎟ ⎠ |
| А | дз |
, где снова σ y — это предел текучести [Па], k — это индекс консистенции потока , [Па с n ], а n — индекс поведения потока .
[безразмерный].
вязкоупругость
Когда к объекту прикладывается сила ( F ), может произойти одно из четырех событий.
- Он мог бы разогнать как целое, и в этом случае применился бы второй закон движения Ньютона …
F = мА
Этот термин нам сейчас не интересен. Мы уже обсуждали такое поведение в предыдущих главах. Масса ( м, ) — это сопротивление ускорению ( a ), которое является второй производной от положения ( x ).Перейдем к чему-то новому.
- Он мог бы течь как жидкость, что можно было бы описать этим соотношением …
F = — bv
Это упрощенная модель, в которой сопротивление прямо пропорционально скорости ( v ), первой производной от положения ( x ). Мы использовали это в задачах о конечных скоростях только потому, что они давали легко решаемые дифференциальные уравнения. Мы также использовали его в затухающем гармоническом осцилляторе, опять же потому, что он давал дифференциальные уравнения, которые было легко решить (во всяком случае, относительно легко).
Константу пропорциональности ( b ) часто называют коэффициентом демпфирования. - Он мог бы деформировать , как твердое тело, согласно закону Гука …
F = — kx
Константа пропорциональности ( k ) — это жесткость пружины. Позиция ( x ) не является частью какой-либо производной и не возводится в какую-либо степень.
- Может застрять …
F = — F
Этот символ f делает вид, будто мы обсуждаем статическое трение.В жидкостях (а точнее, неньютоновских жидкостях) такой термин связан с пределом текучести. Позиция ( x ) никак не задействована.
Константу пропорциональности ( b ) часто называют коэффициентом демпфирования.Сложите все вместе и укажите ускорение и скорость как производные от положения.
| F = м | d 2 x | — б | dx | — kx — f |
| dt 2 | дт |
Это дифференциальное уравнение суммирует возможное поведение объекта.
Интересно то, что он смешивает поведение жидкостей и твердых тел. Более интересно то, что бывают случаи, когда оба поведения присутствуют в одном предмете. Материалы, которые текут как жидкости и деформируются как твердые тела, считаются вязкоупругими — очевидное сочетание вязкости и эластичности. Изучение материалов с жидкими и твердыми свойствами называется реология , что происходит от греческого глагола ρέω ( reo ) — течь.
Какая старая книга подсказала мне эту идею? Что мне написать дальше?
Пищевые продукты обычно проявляют так называемое вязкоупругое поведение, при котором сочетание характерных упругих свойств твердых тел и текучести жидкостей обнаруживается в различной степени.
- Вытягивание сыра происходит, когда тающие жиры смазывают связанные белковые нити.Жиры текут как жидкость, а белки растягиваются как твердое тело.
Почему имеет значение вязкость моторного масла?
Моторное масло — незаменимая жидкость в вашем двигателе, обеспечивающая его бесперебойную и эффективную работу, продлевая срок службы вашего автомобиля. Независимо от того, используете ли вы полностью синтетическое масло или обычное моторное масло, замена масла и фильтра до того, как оно потеряет свою вязкость, может означать разницу между взрывом вашего двигателя или его пробегом на сотни тысяч миль.Поскольку доступно так много типов моторного масла, вы должны быть уверены, что выбрали правильный, когда меняете масло, чтобы защитить свой автомобиль.
Понимание того, что делает моторное масло
Моторное масло проходит через систему двигателя и его компоненты, смазывая их и собирая загрязнения, которые могут повредить двигатель. Масло со временем загрязняется и становится менее вязким, а масляный фильтр забивается грязью и мусором. Оба эти компонента необходимо периодически менять в соответствии с инструкциями производителя, обычно в диапазоне от 3000 до 5000 миль.
Моторное масло должно быть достаточно вязким, чтобы проходить через систему и возвращаться в масляный поддон, где оно находится, когда двигатель выключен.
Масло измеряется по его вязкости, густоте или разжиженности масла. Пример разницы в вязкости — сравнение меда и уксуса. Мед густой и очень медленно течет при заливке. Уксус жидкий и быстро течет при заливке. В зависимости от вашего двигателя может потребоваться густое или жидкое масло.
Масло также должно работать при различных температурах.Он должен иметь способность течь в холодную зимнюю погоду, сохраняя при этом правильную толщину в летнюю жару, и все это при изменении температуры во время нормальной работы двигателя.
Определение вязкости
Общество американских инженеров (SAE) разработало систему классификации, которая определяет вязкость масла. Эта система упорядочена по набору номеров: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 и 60. Они позволяют узнать, насколько густо масло и для какой температуры оно лучше всего подходит.Буква W после цифр означает зимнюю вязкость масла.
Раньше люди использовали один сорт масла для осени и зимы, а другой — для весны и лета, потому что одно и то же масло не годилось для обеих крайних температур.
Однако колебания температуры происходят постоянно, потому что двигатель запускается холодным и нагревается во время работы. Сегодня производители создали всесезонные масла, которые можно использовать круглый год. Это устраняет необходимость в замене масла при изменении температуры и обеспечивает надлежащую защиту от холодного запуска до горячего двигателя.
Для всесезонных масел указаны две цифры. Один указывает вязкость для низких температур (обозначается как W для зимы), а другой указывает вязкость для высоких температур. Часто встречающийся пример — 5W-30.
Как измеряется вязкость
Масло помещают в вискозиметр и измеряют, насколько быстро или медленно течет масло. Он протестирован при 212 градусах по Фаренгейту, что считается средней температурой работающего двигателя. Масло класса SAE 30 имеет вязкость 30 при 212 градусах по Фаренгейту.
Всесезонное масло разработано для работы при высоких и низких температурах, что означает, что поток начинается при более низкой температуре при первом запуске двигателя и продолжает течь с этой вязкостью при нагревании.
Преимущество автомобиля заключается в том, что он работает в меньшей степени в сухом (несмазанном) состоянии и снижает износ.
Чем быстрее масло проходит через вискозиметр для проверки, тем меньше число. Когда масло гуще, оно будет течь медленнее, и ему будет присвоено большее число. Многие люди не осознают, что 5W-30 и 10W-30 работают одинаково при прогретом двигателе.Разница между ними заключается в том, насколько быстро они работают при первом запуске холодного двигателя.
Использование добавок
Всесезонные масла часто содержат присадки, улучшающие индекс вязкости, чтобы масло не стало слишком жидким при нагревании двигателя. В то же время они достаточно разбавляют его, чтобы он практически мгновенно защищал от запуска. Эти присадки снижают износ двигателя и улучшают характеристики. Однако есть и обратная сторона: со временем присадки истощаются, поэтому масло становится слишком жидким, чтобы защитить двигатель.Это одна из причин, по которой так важно менять масло по графику.
Синтетические масла обычно не содержат присадок и могут сохранять нужную вязкость при различных температурах. Однако они не предназначены для использования во всех транспортных средствах. Вы должны проверить руководство по эксплуатации, чтобы узнать, какой тип моторного масла рекомендуется для вашего автомобиля. Если вы воспользуетесь чем-либо, кроме того, что рекомендует производитель, вы рискуете аннулировать гарантию и повредить двигатель. YourMechanic рекомендует усовершенствованное полностью синтетическое моторное масло Mobil 1 для защиты двигателя и уменьшения образования отложений на нем.
Если масло слишком густое при включенном и холодном двигателе, оно не сможет течь и не сможет защитить компоненты. Если масло слишком сильно разжижается при горячем двигателе, оно не сможет обеспечить достаточную смазку компонентов. Убедитесь, что вязкость масла правильная, попросив профессионального специалиста YourMechanic произвести замену масла и фильтров с использованием высококачественного масла Mobil 1, которое поможет снизить износ вашего двигателя при оптимизации его эффективности и производительности.
растительных масел при различных температурах и диапазоне скоростей сдвига 64.От 5 до 4835 с − 1
Было проведено исследование для определения влияния более высоких скоростей сдвига (от 64,5 до 4835 с −1 ) на абсолютную вязкость различных растительных масел при различных температурах (от 26 до 90 ° C). Абсолютную вязкость различных растительных масел определяли с помощью вискозиметра Лами RM100, вращающегося вискозиметра с коаксиальным цилиндром. Крутящий момент каждого образца при разных температурах регистрировали при разных скоростях сдвига. На основании реограмм (график зависимости среднего напряжения сдвига от скорости сдвига) все исследованные растительные масла оказались ньютоновскими жидкостями.Масло рисовых отрубей было наиболее вязким (0,0398 Па · с при 38 ° C), а масло грецкого ореха было наименее вязким (0,0296 Па · с при 38 ° C) среди исследованных масел. Используемый более высокий диапазон сдвига не оказал значительного влияния на абсолютную вязкость растительных масел при различных температурах.
Абсолютная вязкость растительных масел снижается с повышением температуры и может соответствовать соотношению типа Аррениуса. Энергия активации для различных растительных масел составляла от 21 до 30 кДж / моль.Арахисовое и сафлоровое масла имели самую высокую и самую низкую энергии активации соответственно. Это означает, что для изменения вязкости арахисового масла требовалось больше энергии.
1. Введение
Масла и жиры являются основными материалами для маргарина, шортенинга, салатного масла и других специальных или специализированных продуктов, которые стали важными ингредиентами при приготовлении или переработке пищи в домашних условиях, в ресторанах или на производстве продуктов питания [1] . Большинство пищевых масел и жиров, ежегодно производимых во всем мире, получают из растительных источников и называются растительными маслами [2].
Обычными коммерчески доступными растительными маслами являются рапсовое, кукурузное, оливковое, арахисовое, соевое, подсолнечное и другие [1, 3].
Есть также ряд новых растительных масел, таких как виноградные косточки, рисовые отруби, орех макадамия и многие другие [4–6].
Вязкость масла обычно измеряется и определяется двумя способами: на основе его абсолютной вязкости или кинематической вязкости. Абсолютная вязкость масла — это его сопротивление течению и сдвигу из-за внутреннего трения, и она измеряется в единицах СИ — Па · с.Напротив, кинематическая вязкость нефти — это ее сопротивление течению и сдвигу под действием силы тяжести, и она измеряется в единицах СИ: м 2 / с. Кинематическая вязкость масла может быть получена путем деления абсолютной вязкости масла на его соответствующую плотность [7].
Хорошо известно, что температура оказывает сильное влияние на вязкость жидкостей, причем вязкость обычно уменьшается с повышением температуры [8]. Модель Аррениуса обычно используется для описания зависимости температурной зависимости от вязкости растительного масла [9].
Абсолютная вязкость жидкостей является важным свойством, необходимым для работы агрегата потока жидкости и теплопередачи.
Это включает перекачивание, измерение расхода, теплообмен, стерилизацию, замораживание и многие другие операции [7].
Уже опубликован ряд исследований по влиянию температуры на абсолютную вязкость растительных масел [9–13]. Однако все эти исследования были получены в очень ограниченном диапазоне скорости сдвига 120 с -1 или ниже. Использование более высоких скоростей сдвига для растительных масел может повлиять на их вязкость.Следовательно, существует потребность в определении вязкости масел в более широком и более высоком диапазоне скоростей сдвига (от 64,5 до 4835 с -1 ) и оценки их влияния на вязкость масла.
2. Материалы и методы
2.1. Материалы
Различные растительные масла были приобретены в местных супермаркетах и специализированных магазинах. Эти растительные масла включают масло авокадо (холодного отжима), масло канолы, масло виноградных косточек, масло ореха макадамии (холодного отжима), оливковое масло (смесь холодного отжима и рафинированного), арахисовое масло, рапсовое масло (холодного отжима), масло рисовых отрубей.
, сафлоровое масло (холодного отжима), кунжутное масло, соевое масло, подсолнечное масло и масло грецкого ореха (холодного отжима).Все масла перед анализом хранили при комнатной температуре (около 20 ° C) в темном месте. В таблице 1 показано содержание энергии и жира, а также состав жирных кислот различных используемых масел. На этикетке кунжутного масла указано только общее содержание жира и насыщенные жирные кислоты. Используемые растительные масла имеют энергетическую ценность от 3350 до 3770 кДж / 100 мл, а общее содержание жира составляет от 90,5 до 100 г / 100 мл.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| C: холодный отжим; R: изысканный. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0
0
02.2. Экспериментальные методы
Абсолютные вязкости различных растительных масел определяли с использованием вискозиметра Lamy RM100 (Lamy, Франция), вращающегося вискозиметра с коаксиальным цилиндром. Примерно 25 мл масла было помещено во внешний цилиндр Tube DIN 1, а затем вставлен боб MK Din-9.Радиус трубки составляет 16,25 мм, а радиус боба — 15,5 мм. Длина боба 54 мм. Правильный режим был установлен для соответствующей измерительной системы (MS 19), а время измерения было зафиксировано на 60 секундах. Циркуляционная водяная баня была установлена на ° C, ° C, ° C, ° C, ° C, ° C и ° C для поддержания постоянной температуры для измерения вязкости. Крутящий момент каждого образца при различных температурах регистрировали в диапазоне скорости сдвига () от 64,5 до 4835 с -1 .
Все вискозиметрические измерения образцов проводили в трех экземплярах.Каждая реплика запускалась дважды; скорость сдвига в первом прогоне была увеличена с 64,5 до 4835 с -1 , а скорость сдвига во втором прогоне была уменьшена с 4835 до 64,5 с -1 . Среднее значение крутящего момента двух прогонов было записано для каждой повторности при заданной скорости сдвига. Напряжение сдвига было получено из где = напряжение сдвига (Па), = отношение к, = радиус трубы (м), = радиус боба (м), = длина боба (м), и = значение крутящего момента (Н · м).
Абсолютная вязкость масел была получена из наклона линейной регрессии напряжения сдвига () от скорости сдвига () на основе уравнения Ньютона [14], как показано ниже: где = точка пересечения линейной регрессии, которая должна быть приблизительно равна нулю, и = абсолютная вязкость (Па · с)
2.3. Температурная зависимость абсолютной вязкости
Влияние температуры на абсолютную вязкость следует уравнению типа Аррениуса [7], которое можно использовать для расчета энергии активации: Уравнение (3) можно записать в регрессионной форме, как показано ниже: где = коэффициент консистенции (Па · с), = предэкспоненциальная постоянная (Па · с), = энергия активации (Дж / моль), = газовая постоянная (8,314 Дж / (моль · К)) и = абсолютная температура (К).
Энергию активации можно получить из наклона уравнения регрессии.
2.4. Анализ данных
Программное обеспечение Office Excel 2013 использовалось для выполнения линейной регрессии для получения абсолютной вязкости и энергии активации масел. Были получены средние абсолютные значения вязкости различных масел при разных температурах вместе со стандартными ошибками.
Средняя относительная процентная ошибка (MRPE) использовалась для оценки адекватности выведенных уравнений типа Аррениуса при прогнозировании абсолютной вязкости различных растительных масел при различных температурах, как указано в Diamante et al.[15].
3. Результаты и обсуждение
3.1. Реограммы различных растительных масел
Анализируемые растительные масла были получены из следующих растительных материалов: злаки (рисовые отруби), семена цветов (сафлор и подсолнечник), мякоть плодов (авокадо), семена фруктов (виноградные косточки), семена стручков (канола). , рапс, кунжут и соя), цельные фрукты (оливки) и орехи (арахис, макадамия и грецкий орех).
На рисунке 1 показаны реограммы типичных растительных масел при различных температурах с самым низким (масло грецкого ореха) и самым высоким (масло рисовых отрубей) напряжениями сдвига.Реограммы для других растительных масел вели себя так же и попали в диапазон напряжений сдвига масел грецких орехов и рисовых отрубей. Результаты показывают, что напряжение сдвига увеличивается со скоростью сдвига для всех растительных масел и при всех температурах. Следует отметить, что все графики имеют прямые линии, что убедительно свидетельствует о том, что все растительные масла были ньютоновскими жидкостями [14]. То же наблюдение было сделано и для других растительных масел, не показанных здесь. Кроме того, напряжение сдвига уменьшается с повышением температуры при постоянной скорости сдвига.Это происходило из-за более сильного теплового движения между молекулами масла, уменьшения межмолекулярных сил, облегчения потока между ними и уменьшения вязкости [10].
3.2. Абсолютная вязкость различных растительных масел
Абсолютные вязкости измеренных растительных масел сведены в Таблицу 2.
Также показаны диапазон коэффициента детерминации () для каждого масла и температуры. Значения для всех растительных масел и температуры были очень высокими (выше 0.99), что указывает на то, что все экспериментальные данные попадают на прямые линии. Масло рисовых отрубей давало стабильно высокие абсолютные вязкости, тогда как масло грецкого ореха давало стабильно низкие вязкости при всех температурах по сравнению с другими растительными маслами. Все значения вязкости растительных масел уменьшаются с повышением температуры. Это явление было объяснено ранее в предыдущем разделе. Все стандартные ошибки были очень низкими, что означает, что полученные значения вязкости были очень стабильными. Такое же влияние температуры на абсолютную вязкость растительных масел наблюдали также Fasina и Colley [9], Santos et al.[10], Абрамович и Клофутар [11], Штеффе [12] и Нуреддини и др. [13] для различных растительных масел при разных температурах.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9997–1.0000
9997–1,0000
9996
0000
9975–0.9972В таблице 3 приведены экспериментальные и опубликованные [9, 12, 13] абсолютные вязкости различных растительных масел при различных температурах. . Результаты показывают, что большинство экспериментальных значений различных изученных растительных масел были сопоставимы с опубликованными значениями при тех же температурах. Экспериментальные абсолютные вязкости некоторых растительных масел также были сопоставимы с литературными данными даже при разных температурах, если учесть влияние температуры на вязкость масла.Как правило, экспериментальная вязкость конкретного масла и температура были ниже по сравнению с опубликованными данными при более низкой температуре, что совпадает с теорией. Результаты показали, что используемый более высокий диапазон сдвига не влияет на абсолютную вязкость растительных масел при различных температурах.
Результаты показывают, что среди изученных растительных масел масло рисовых отрубей (0,0398 Па · с при 38 ° C) было наиболее вязким, за ним следовало масло ореха макадамии (0,0394 Па · с при 38 ° C), в то время как масло грецкого ореха (0,0296 Па · с при 38 ° C) было наименее вязким, за ним следовало сафлоровое масло (0,0299 Па · с при 38 ° C). Как правило, такая же тенденция наблюдалась и при других температурах. Остальные растительные масла имеют вязкость, соответствующую диапазону вязкости масел из рисовых отрубей и грецких орехов от 0.0311 до 0,0380 Па · с при 38 ° C. Изучая таблицу 1, было обнаружено, что, когда количество насыщенных жирных кислот в растительном масле было выше 16%, абсолютная вязкость была выше. Однако не было никакой корреляции с абсолютной вязкостью, когда насыщенные жирные кислоты были ниже 16%. Это согласуется с результатами Kim et al. [16], которые также обнаружили ту же тенденцию для различных изученных ими растительных масел. 3.3. Температурная зависимость абсолютной вязкостиАбсолютные вязкости различных растительных масел были связаны с температурой с использованием зависимости типа Аррениуса с использованием (4), и были определены их наклоны, пересечения и коэффициенты определения. Наклон регрессии использовался при получении энергии активации для каждого растительного масла. Значения регрессии Аррениуса и полученные энергии активации различных растительных масел, а также опубликованные значения [9] для энергий активации выбранных растительных масел показаны в таблице 4.
Значения для всех растительных масел были высокими (выше 0,96), что позволяет предположить, что уравнение типа Аррениуса можно использовать для связи вязкости с температурой. Полученные уравнения типа Аррениуса были дополнительно оценены для растительных масел со значениями ниже 0,99 с использованием средней относительной процентной ошибки (MRPE), и результаты показаны в скобках рядом со значениями в таблице 4. Экспериментальные энергии активации для абсолютной вязкости различных растительных масел находились в диапазоне от 21 до 30 кДж / моль. Арахисовое и сафлоровое масла имели самую высокую и самую низкую энергии активации соответственно. Это означает, что для изменения вязкости арахисового масла требовалось больше энергии. Почти все экспериментальные значения различных растительных масел были сопоставимы с опубликованными данными Fasina и Colley [9], за исключением масел виноградных косточек, арахиса и грецкого ореха, процентные различия которых варьируются от 13 до 17%. Изменения, наблюдаемые для этих растительных масел, вероятно, были связаны со способом приготовления масел, использованных в исследовании (холодный отжим, горячий отжим и экстракция растворителем). 4. ВыводыНа основании реограмм все исследованные растительные масла оказались ньютоновскими жидкостями. Масло рисовых отрубей было наиболее вязким, за ним следовало масло ореха макадамии, тогда как масло грецкого ореха было наименее вязким, за ним следовало масло виноградных косточек среди исследованных масел. Используемый более высокий диапазон сдвига (от 64,5 до 4835 с -1 ) не оказывал значительного влияния на абсолютную вязкость растительных масел при различных температурах. Абсолютная вязкость растительных масел уменьшается с повышением температуры и может соответствовать соотношению типа Аррениуса.Значения энергии активации для абсолютной вязкости различных растительных масел находились в диапазоне от 21 до 30 кДж / моль. Арахисовое и сафлоровое масла имели самую высокую и самую низкую энергии активации соответственно. Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи. Шкала вязкостиС точки зрения непрофессионала, вязкость определяет сопротивление жидкости потоку. Чем выше вязкость жидкости, тем она гуще и тем больше сопротивление потоку.Температура влияет на вязкость большинства материалов. Что для вас значит вязкость при выборе резины для пресс-форм? Если вы используете литьевую резину с высокой вязкостью, есть вероятность, что резина затвердеет с пузырьками воздуха, которые затем могут отразиться на готовой отливке. Если вязкость смеси для пресс-формы, которую вы используете, превышает 15000 сП, вы можете рассмотреть возможность вакуумной дегазации жидкой пресс-формы. Что означает вязкость при выборе литейной смолы? Если вы используете литьевую смолу с высокой вязкостью, есть вероятность, что в отливку попадет воздух.В этом случае пузырьки воздуха могут отражаться в готовой отливке. Это особенно верно, если смола имеет высокую вязкость и короткую жизнеспособность. Если вязкость смеси литьевой смолы, которую вы используете, превышает 7500 сП, вы можете рассмотреть возможность вакуумной дегазации или литья под давлением. ПОВСЕДНЕВНЫЕ ТОВАРЫ В ОТНОШЕНИИ ОБЩЕЙ ВЯЗКОСТИ ПРОДУКЦИИ В СЕНТИПУАХ (CPS)
Это общие средние значения, а НЕ конкретная информация, не все продукты точно вписываются в эту таблицу. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0341
[13]; Ссылка 3: Фасина и Колли [9]. 
9617 (4,0%) # 
76
Понятно, что уравнения со значениями больше, чем 0,99 будет иметь более низкие значения MRPE.Результаты показывают, что выбранные растительные масла со значениями ниже 0,99 имеют значения MRPE 5% или меньше. Для большинства инженерных приложений приемлемы значения MRPE 10% или ниже.
