Илешкектүүлүк коэффициенти жумушчу суюктуктун же газдын негизги параметри. Физикалык тил менен айтканда, илешкектүүлүк суюк (газ) чөйрөнүн массасын түзгөн бөлүкчөлөрдүн кыймылынан келип чыккан ички сүрүлүү же жөн эле кыймылга каршылык катары аныкталышы мүмкүн.
Илешкектүүлүк деген эмне
Илешкектүүлүгүн аныктоо үчүн эң жөнөкөй эмпирикалык эксперимент: бирдей көлөмдөгү суу жана май бир эле учурда жылмакай жантайыңкы бетке куюлат. Суу майга караганда тез агып кетет. Ал көбүрөөк суюк. Кыймылдагы майдын тез агып кетиши анын молекулаларынын ортосундагы көбүрөөк сүрүлүү (ички каршылык – илешкектүүлүк) менен тоскоол болот. Ошентип, суюктуктун илешкектүүлүгү анын суюктугуна тескери пропорционал.
Илешкектүүлүк катышы: формула
Жөнөкөйлөштүрүлгөн формада илешкектүү суюктуктун түтүк өткөргүчтөгү кыймыл процессин S бетинин аянты бирдей болгон жалпак параллелдүү А жана В катмарлар түрүндө кароого болот, алардын ортосундагы аралык h.
Бул эки катмар (A жана B) ар кандай ылдамдыкта (V жана V+ΔV) кыймылдашат. Эң жогорку ылдамдыкка (V+ΔV) ээ болгон А катмары төмөнкү ылдамдыкта (V) кыймылдаган В катмарын камтыйт. Ошол эле учурда В катмары А катмарынын ылдамдыгын басаңдатууга умтулат. Илешкектүүлүк коэффициентинин физикалык мааниси: агым катмарларынын каршылыгы болгон молекулалардын сүрүлүүсү Исаак Ньютон тарабынан сүрөттөлгөн күчтү түзөт. төмөнкү формула:
F=µ × S × (ΔV/h)
Бул жерде:
- ΔV - суюктуктун агымынын катмарларынын ылдамдыктарынын айырмасы;
- h – суюктуктун агымынын катмарларынын ортосундагы аралык;
- S – суюктуктун агымынын катмарынын аянты;
- Μ (mu) - суюктуктун касиетине жараша коэффициент, абсолюттук динамикалык илешкектүүлүк деп аталат.
SI бирдиктеринде формула мындай көрүнөт:
µ=(F × h) / (S × ΔV)=[Pa × s] (Паскаль × секунд)
Бул жерде F – жумушчу суюктуктун көлөмүнүн бирдигинин тартылуу күчү (салмагы).
Илешкектүүлүктүн мааниси
Көпчүлүк учурларда динамикалык илешкектүүлүк коэффициенти CGS бирдик системасына ылайык (сантиметр, грамм, секунд) центипоиза (cP) менен өлчөнөт. Практикада илешкектүүлүк суюктуктун массасынын анын көлөмүнө болгон катышына, башкача айтканда суюктуктун тыгыздыгына байланыштуу:
ρ=m / V
Бул жерде:
- ρ – суюктуктун тыгыздыгы;
- m – суюктуктун массасы;
- V – суюктуктун көлөмү.
Динамикалык илешкектүүлүк (Μ) менен тыгыздыктын (ρ) ортосундагы байланыш кинематикалык илешкектүүлүк ν (ν – грекче –) деп аталат.жылаңач):
ν=Μ / ρ=[m2/s]
Баса, илешкектүүлүк коэффициентин аныктоо ыкмалары ар кандай. Мисалы, кинематикалык илешкектүүлүк дагы эле CGS тутумуна ылайык центистоктарда (cSt) жана фракциялык бирдиктерде - стоктарда (St) өлчөнөт:
- 1st=10-4 m2/s=1 см2/s;
- 1sSt=10-6 m2/s=1 мм2/s.
Суунун илешкектүүлүгүн аныктоо
Суунун илешкектүүлүгү суюктуктун калибрленген капиллярдык түтүк аркылуу агып өтүү убактысын өлчөө аркылуу аныкталат. Бул аппарат белгилүү илешкектүүлүктөгү стандарттык суюктук менен калибрленген. мм2/с менен ченелген кинематикалык илешкектүүлүгүн аныктоо үчүн секунда менен өлчөнгөн суюктуктун агымынын убактысы туруктуу санга көбөйтүлөт.
Салыштыруу бирдиги – бул дистилденген суунун илешкектүүлүгү, анын мааниси температура өзгөргөндө да дээрлик туруктуу. Илешкектүүлүк коэффициенти – бул калибрленген тешиктен агып чыгуу үчүн дистилденген суунун белгиленген көлөмүн секунддардагы убакыттын текшерилип жаткан суюктукка болгон катышы.
Викозиметрлер
Илешкектүүлүк колдонулган вискозиметрдин түрүнө жараша Энглер (°E), Сайболт Универсал секунддары ("SUS") же Redwood градустары (°RJ) менен өлчөнөт. Вискозиметрлердин үч түрү бир-биринен айырмаланат. суюктук агып жатат.
Илешкектүүлүктүн Европа бирдигинин Энглер даражасында өлчөөчү вискозиметр (°E), эсептелген200см3 агып жаткан суюк чөйрө. Сайболт универсал секунддары менен илешкектүүлүгүн өлчөгөн вискозиметрде (АКШда колдонулган "SUS" же "SSU") 60 см3 сыноо суюктугу бар. Редвуд градустары (°RJ) колдонулган Англияда вискозиметр 50 см3 суюктуктун илешкектүүлүгүн өлчөйт. Мисалы, эгерде белгилүү бир майдын 200 см3 бир эле көлөмдөгү суунун агымынан он эсе жайыраак агса, анда Энглер илешкектүүлүгү 10°E.
Температура илешкектүүлүк коэффициентин өзгөртүүдө негизги фактор болгондуктан, өлчөөлөр адатта адегенде 20°C туруктуу температурада, андан кийин жогорураак маанилерде жүргүзүлөт. Натыйжада тиешелүү температураны кошуу менен көрсөтүлөт, мисалы: 10°E/50°C же 2,8°E/90°C. 20°С суюктуктун илешкектүүлүгү анын жогорку температурадагы илешкектүүлүгүнөн жогору. Гидравликалык майлар тиешелүү температураларда төмөнкү илешкектүүлүккө ээ:
190 cSt 20°C=45.4 cSt 50°C=11.3 cSt 100°C.
Маанилерди которуу
Илешкектүүлүк коэффициентин аныктоо ар кандай системаларда (америкалык, англис, GHS) кездешет, ошондуктан көп учурда маалыматтарды бир өлчөмдүү системадан экинчисине өткөрүү зарыл. Энглер даражасында көрсөтүлгөн суюктуктун илешкектүүлүгүнүн маанилерин центистоктарга (мм2/с) айландыруу үчүн төмөнкү эмпирикалык формуланы колдонуңуз:
ν(cSt)=7,6 × °E × (1-1/°E3)
Мисалы:
- 2°E=7,6 × 2 × (1-1/23)=15,2 × (0,875)=13,3 cSt;
- 9°E=7,6 × 9 × (1-1/93)=68,4 × (0,9986)=68,3 cSt.
Гидравликалык майдын стандарттуу илешкектүүлүгүн тез аныктоо үчүн формуланы төмөнкүдөй жөнөкөйлөштүрсө болот:
ν(cSt)=7,6 × °E(mm2/s)
Кинематикалык илешкектүүлүк ν мм менен2/с же cSt болгондо, төмөнкү байланышты колдонуп, аны динамикалык илешкектүүлүк коэффициентине Μ айландырсаңыз болот:
M=ν × ρ
Мисалы. Энглер (°E), центистокс (cSt) жана центипоиз (cP) градустары үчүн ар кандай өзгөртүү формулаларын жалпылоо менен, тыгыздыгы ρ=910 кг/м3 болгон гидравликалык май бар дейли. кинематикалык илешкектүүлүгү 12° E, cSt бирдигинде:
ν=7,6 × 12 × (1-1/123)=91,2 × (0,99)=90,3 мм2/s.
Анткени 1cSt=10-6m2/s жана 1cP=10-3N×s/m2, анда динамикалык илешкектүүлүк:
болот
M=ν × ρ=90,3 × 10-6 910=0,082 N×s/m2=82 cP.
Газдын илешкектүүлүгү фактору
Газдын составы (химиялык, механикалык), температуранын, басымдын таасири менен аныкталат жана газдын кыймылына байланыштуу газ-динамикалык эсептөөлөрдө колдонулат. Практикада газдардын илешкектүүлүгү газ кендерин иштетүүнү долбоорлоодо эске алынат, мында коэффициенттин өзгөрүшү газдын курамынын (өзгөчө газ конденсаты кендери үчүн маанилүү), температуранын жана басымдын өзгөрүшүнө жараша эсептелет.
Абанын илешкектүүлүгүн эсептөө. Процесстер окшош болотжогоруда талкууланган эки агым. Эки газ агымы U1 жана U2 параллель, бирок ар кандай ылдамдыкта кыймылдайлы дейли. Молекулалардын конвекциясы (өз ара кириши) катмарлардын ортосунда болот. Натыйжада, ылдамыраак кыймылдаган аба агымынын импульсу азаят, ал эми башында жайыраак кыймылдаганы ылдамдайт.
Абанын илешкектүүлүк коэффициенти Ньютон мыйзамына ылайык төмөнкү формула менен туюнтулат:
F=-h × (dU/dZ) × S
Бул жерде:
- dU/dZ – ылдамдык градиенти;
- S – күч менен таасир этүүчү аймак;
- Коэффицент h - динамикалык илешкектүүлүк.
Илешкектүүлүк индекси
Илешкектүүлүк индекси (VI) илешкектүүлүктүн жана температуранын өзгөрүшүн корреляциялоочу параметр. Корреляция – бул статистикалык байланыш, бул учурда эки чоңдук, мында температуранын өзгөрүшү илешкектүүлүктүн системалуу өзгөрүшү менен коштолот. Илешкектүүлүк индекси канчалык жогору болсо, эки маанинин ортосундагы өзгөрүү ошончолук аз болот, башкача айтканда, жумушчу суюктуктун илешкектүүлүгү температуранын өзгөрүшү менен туруктуураак болот.
Мунай илешкектүүлүгү
Заманбап майлардын негиздери 95-100 бирдиктен төмөн илешкектүүлүк индексине ээ. Ошондуктан машиналар менен жабдуулардын гидравлика-лык системаларында критикалык температуранын шарттарында илешкектүүлүктүн кеңири өзгөрүшүн чектеген жетишерлик туруктуу жумушчу суюктуктарды колдонууга болот.
«Жагымдуу» илешкектүүлүк коэффициентин майга майды дистилляциялоодо алынган атайын кошумчаларды (полимерлерди) киргизүү жолу менен сактоого болот. Алар үчүн майлардын илешкектүүлүк индексин жогорулатуужол берилген аралыкта бул мүнөздөмөнүн өзгөрүшүн чектөөнүн эсеби. Практикада кошумчалардын керектүү көлөмүн киргизүү менен негизги майдын илешкектүүлүгүнүн төмөнкү көрсөткүчүн 100-105 бирдикке чейин көбөйтүүгө болот. Бирок ушундай жол менен алынган аралашма жогорку басымда жана жылуулук жүктөөдө өзүнүн касиеттерин начарлатып, ошону менен кошумчанын эффективдүүлүгүн төмөндөтөт.
Күчтүү гидросистемалардын электр схемаларында илешкектүүлүк индекси 100 бирдик болгон жумушчу суюктуктарды колдонуу керек. Илешкектүүлүк индексин жогорулатуучу кошумчалары бар жумушчу суюктуктар гидравликалык башкаруу схемаларында жана төмөнкү/орто басым диапазондорунда, чектелген температура диапазонунда, кичинекей агып чыгуулар менен жана партия менен иштөөдө колдонулат. Көбөйгөн басым менен илешкектүүлүк да жогорулайт, бирок бул процесс 30,0 МПа (300 бар) жогору басымда пайда болот. Иш жүзүндө бул фактор көп учурда этибарга алынбайт.
Өлчөө жана индекстөө
Эл аралык ISO стандарттарына ылайык, суунун (жана башка суюк чөйрөнүн) илешкектүүлүк коэффициенти центисток менен көрсөтүлөт: cSt (мм2/с). Технологиялык майлардын илешкектүүлүгүн өлчөө 0°С, 40°С жана 100°С температурада жүргүзүлүшү керек. Кандай болгон күндө да, мунай сортунун кодунда илешкектүүлүк 40 ° C температурада цифра менен көрсөтүлүшү керек. ГОСТта илешкектүүлүктүн мааниси 50°Сде берилген. Инженердик гидравликада эң көп колдонулган класстар ISO VG 22ден ISO VG 68ге чейин.
Гидравликалык майлар VG 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 40°C алардын илешкектүүлүгүнүн маанилерине ээ: 22, 32, 46, 68 жана 100 cSt. Оптималдуугидравликалык системалардагы жумушчу суюктуктун кинематикалык илешкектүүлүгү 16дан 36 cSt чейин.
Автомобилдик инженерлердин Америка коому (SAE) белгилүү бир температурада илешкектүүлүк диапазондорун түзүп, аларга тиешелүү коддорду дайындаган. Wтан кийинки сан 0°F (-17,7°C) абсолюттук динамикалык илешкектүүлүк Μ жана кинематикалык илешкектүүлүк ν 212°F (100°C) аныкталды. Бул индекстөө автомобиль өнөр жайында (трансмиссия, мотор ж.б.) колдонулган бардык мезгилдик майларга тиешелүү.
Илешкектүүлүктүн гидравликага тийгизген таасири
Суюктуктун илешкектүүлүк коэффициентин аныктоо илимий жана билим берүү үчүн гана эмес, маанилүү практикалык мааниге да ээ. Гидравликалык системаларда жумушчу суюктуктар энергияны насостон гидравликалык кыймылдаткычтарга өткөрүп гана тим болбостон, тетиктердин бардык бөлүктөрүн майлап, сүрүлүү жуптарынан пайда болгон жылуулукту кетирет. Иштөө режимине туура келбеген жумушчу суюктуктун илешкектүүлүгү бардык гидравликанын натыйжалуулугун олуттуу түрдө начарлатышы мүмкүн.
Жумушчу суюктуктун жогорку илешкектүүлүгү (өтө жогорку тыгыздыктагы май) төмөнкү терс көрүнүштөргө алып келет:
- Гидравликалык суюктуктун агымына каршылыктын жогорулашы гидравликалык системадагы басымдын ашыкча төмөндөшүнө алып келет.
- Башкаруу ылдамдыгынын жана кыймылдаткычтардын механикалык кыймылдарынын басаңдашы.
- Насостагы кавитациянын өнүгүшү.
- Гидравликалык резервуар майынан аба нөлгө барабар же өтө аз бөлүнүп чыгат.
- Белгилүүсуюктуктун ички сүрүлүүсүн жеңүү үчүн энергиянын чоң чыгымынан улам гидравликанын күчүн жоготуу (эффекттүүлүктүн төмөндөшү).
- Насостун жүгү көбөйгөнүнөн улам машинанын кыймылдаткычынын моменти жогорулады.
- Сүрүлүү күчөгөндүктөн гидравликалык суюктуктун температурасы көтөрүлөт.
Ошентип, илешкектүүлүк коэффициентинин физикалык мааниси анын транспорттордун, машиналардын жана жабдуулардын тетиктерине жана механизмдерине тийгизген таасиринде (оң же терс) жатат.
Гидравликалык кубаттуулукту жоготуу
Жумушчу суюктуктун илешкектүүлүгүнүн төмөндүгү (тыгыздыгы төмөн май) төмөнкү терс көрүнүштөргө алып келет:
- Ички агып кетүүнүн көбөйүшүнүн натыйжасында насостордун көлөмдүк эффективдүүлүгүнүн төмөндөшү.
- Бүткүл гидравликалык системанын гидравликалык бөлүктөрүндө - насостордо, клапандарда, гидравликалык дистрибьюторлордо, гидравликалык кыймылдаткычтарда ички агып кетүүлөрдүн көбөйүшү.
- Сүрмө бөлүктөрүн майлоо үчүн зарыл болгон жумушчу суюктуктун жетишсиз илешкектүүлүгүнөн насостук агрегаттардын эскиришинин көбөйүшү жана насостордун тыгылышы.
Кысылуу
Басым астында ар кандай суюктук кысып калат. Машина куруунун гидравликасында колдонулуучу майларга жана муздаткычтарга келсек, кысуу процесси бир көлөмдөгү суюктуктун массасына тескери пропорционал экени эмпирикалык түрдө аныкталган. Кысуу коэффициенти минералдык майлар үчүн жогору, суу үчүн кыйла төмөн, ал эми синтетикалык суюктуктар үчүн бир топ төмөн.
Жөнөкөй төмөнкү басымдагы гидравликалык системаларда суюктуктун кысылышы алгачкы көлөмдүн азайышына анча деле таасир этпейт. Бирок жогорку гидравликалуу кубаттуу машиналардабасым жана чоң гидротехникалык цилиндрлер, бул жараян байкаларлык түрдө өзүн көрсөтөт. 10,0 МПа (100 бар) басымдагы гидравликалык минералдык майлар үчүн көлөмү 0,7% га төмөндөйт. Ошол эле учурда кысуу көлөмүнүн өзгөрүшүнө кинематикалык илешкектүүлүк жана майдын түрү бир аз таасир этет.
Тыянак
Илешкектүүлүк коэффициентин аныктоо суюктуктун же газдын, басымдын, температуранын курамынын өзгөрүшүн эске алуу менен ар кандай шарттарда жабдуулардын жана механизмдердин иштешин болжолдоого мүмкүндүк берет. Ошондой эле, бул көрсөткүчтөрдү көзөмөлдөө мунай-газ секторунда, коммуналдык кызматтарда жана башка тармактарда актуалдуу.
