Меню

Единица измерения вязкости масла как называется



Единица измерения вязкости жидкости

Масла, тормозные жидкости, трансмиссионные жидкости, составы для гидравлических систем, топливо — все эти эксплуатационные материалы имеют основные и косвенные свойства и характеристики. Если для одних жидкостей важны степень воспламенения и испаряемость, то для других важнее текучесть и вязкость. Именно о вязкости мы и поговорим сегодня.

Вязкость и от чего она зависит

Если говорить о вязкости жидкостей в принципе, то её измерение диктуется целым рядом факторов. К примеру, вязкость крови измеряют для одних целей, а вязкость ракетного топлива совсем для других. Именно по этому единица измерения вязкости жидкости может выражаться несколькими величинами и вычисляться по нескольким алгоритмам. Для тех жидкостей, которым этот параметр не принципиально важен, к примеру, вода.

Каждое вещество состоит из молекул, которые могут в определённых пределах сдвигаться друг относительно друга. Способность жидкости сопротивляться сдвигу частиц, из которых она состоит, называют вязкостью. Вязкость может зависеть от массы параметров, как внешних условий, так и внутренних свойств молекулярных связей в том или ином веществе. К примеру, вязкость любой жидкости в той или иной степени зависит от температуры, в то же время, на показатель вязкости влияет химический состав. Взаимодействие этих факторов и формирует коэффициент вязкости вещества.

Кинематическая и динамическая вязкость, их определение

Вязкость любой жидкости характеризуют динамический и кинематический коэффициенты. В лабораторной системе измерений единицей измерения кинематического коэффициента вязкости считают сантистокс. Показатель вычисляют в диапазоне температур от 40 до 120 градусов. Этот параметр определяется с помощью капиллярного вискозиметра путём замера количества вытекающей жидкости через калиброванное отверстие при определённой температуре за определённый промежуток времени.

Абсолютная, или динамическая вязкость, определяется без учёта плотности вещества. Этот коэффициент выражает сопротивление, возникающее при перемещении жидкостей на определённой скорости, которые находятся на расстоянии 1 см друг от друга. Для измерения динамической вязкости применяют ротационный вискозиметр. В лабораторных условиях и тот и другой коэффициент могут иметь множество размерностей, в зависимости от сферы применения жидкости:

динамическая вязкость может выражаться в паскаль/секундах, пуазах, сантипуазах;

кинематическая вязкость выражается в градусах Энглера, секундах Сейболта, стоксах, сантистоксах, квадратных сантиметрах в секунду.

Вязкость автомобильных жидкостей

Как видим, классификаций вязкости жидкостей достаточно много и чтобы не путаться в этих параметрах каждая сфера деятельности выбирает себе наиболее удобную систему измерения, исходя из особенностей использования жидкости. Так в автомобилестроении принят определённый стандарт по вязкости масла тоже. Этот стандарт называется SAE и его сертифицировали по американскому стандарту J300 АРR97. Каждая из автомобильных жидкостей имеет свои параметры — для масла важна вязкость и текучесть, для трансмиссионного масла — то же самое плюс наличие присадок, для тормозной жидкости плотность.

Что касается масел, то Ассоциация автомобильных инженеров делит их по способности течь и образовывать смазывающую плёнку на поверхности трущихся деталей в условиях разных температур. По этому принципу и делятся масла на зимние, летние и всесезонные. Трансмиссионные масла соответствуют по вязкости стандарту J306 и как и моторные, обозначаются по сезонности — зимние (70W), летние (90) или всесезонные (75W-85).

Вязкость гидравлических и индустриальных жидкостей

Если с маслами разобраться достаточно просто, главное знать какой индекс вязкости рекомендует производитель автомобиля для конкретного двигателя при определённой температуре, то с другими эксплуатационными материалами все сложнее. К примеру, жидкость для гидравлического усилителя руля также имеет свою вязкость, которая также изменяется в зависимости от температуры среды. Такие жидкости не только передают механическое усилие (как тормозная жидкость или масло для АКПП), но и должны смазывать механизмы и сопрягаемые детали.

По этому признаку их делят на классы. Каждому классу соответствует жидкость с определённой вязкостью и эти справочные данные мы привели в таблице ниже.

Знать о тонкостях измерения вязкостей жидкостей простому автолюбителю вовсе необязательно, если он не сотрудник лаборатории по испытанию масел, однако учитывать рекомендации производителя каждого из узлов необходимо. Пользуйтесь жидкостями с правильной вязкостью и удачных всем дорог!

Источник

Единицы измерения вязкости

Вязкость — свойство газов и жидкостей оказывать сопротивление необратимому перемещению одной их части относительно другой при сдвиге, растяжении и других видах деформации.

Динамическая вязкость

Динамическая (абсолютная) вязкость µ – сила, действующая на единичную площадь плоской поверхности, которая перемещается с единичной скоростью относительно другой плоской поверхности, находящейся от первой на единичном расстоянии.

В международной системе единиц (СИ), динамическая вязкость измеряется в Паскаль — секундах [Па·с].

Существуют также внесистемные величины измерения динамической вязкости. Наиболее распространенная в системе СГС — пуаз [П] и ее производная сантипуаз [сП].

Также динамическая вязкость может измеряться в [дин·с/см²] и [кгс·с/м²] и производных от них единицах.

Соотношение между единицами динамической вязкости:

  • 1 Пуаз [П] = 1 дин·с/см² = 0.010197162 кгс·с/м² = 0.0000010197162 кгс·с/см² = 0.1 Па·с = 0.1 Н·с/м²
  • 1 Сантипуаз [сП] = 0.0001010197162 кгс·с/м² = 0.01 П = 0.001 Па·с
  • 1 кгс·с/м² = 98.0665 П = 9806.65 сП = 9.80665 Па·с

США и Британия

В виду того, что в некоторых англоязычных странах сила и площадь поверхности может измеряться в отличных от системы СИ единицах, могут применяться отличные единицы измерения динамической вязкости.

  • 1 Фунт сила секунда на дюйм² [lbf·s/in²] = 6894.75729316836 Па·с = 144 lbf·s/ft²
  • 1 Фунт сила секунда на фут² [lbf·s/ft²] = 47.88025898034 Па·с

Кинематическая вязкость

Кинематическая вязкость ν – отношение динамической вязкости µ к плотности жидкости ρ и определяется формулой:
ν = µ / ρ, где µ — динамическая вязкость, Па·с, ρ — плотность жидкости, кг/м³.

В международной системе единиц (СИ), кинематическая вязкость измеряется в квадратных метрах на секунду [м²/с].
Также широко используется внесистемная единица — cтокс [Ст] и ее производная — сантистокс [сСт].

Соотношение между единицами кинематической вязкости:

  • 1 Ст = 0.0001 м²/с = 1 см²/с
  • 1 сСт = 1 мм²/с = 0.000001 м²/с
  • 1 м²/с = 10000 Ст = 1000000 сСт

США и Британия

В виду того, что в некоторых англоязычных странах сила и площадь поверхности может измеряться в отличных от системы СИ единицах, могут применяться отличные единицы измерения кинематической вязкости.

  • 1 м²/с = 1550.0031000062 квадратных дюймов в секунду [in²/s]
  • 1 м²/с = 10.76391041670972 квадратных футов в секунду [ft²/s]

Источник

Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах

Кинематическая вязкость масла

При выборе смазочных материалов большое внимание уделяется их характеристикам. Одним из основных показателей, который влияет на работу узлов транспортных средств и оборудования, является вязкость. Именно этот показатель определяет способность различных видов техники работать при различных климатических условиях.

Немного о вязкости смазочных жидкостей

Вязкость определяется сопротивляемостью жидких материалов течению под различными воздействиями, в частности, силы тяжести. Если сравнивать различные жидкости, к примеру, пчелиный мед и воду, можно заметить, что первая течет гораздо хуже. Вязкость можно рассматривать с точки зрения умения жидкого материала сопротивляться сдвигу частей друг относительно друга или смещению слоя жидкости относительно поверхности деталей во время их совместного передвижения.

В механике сплошных сред различаются две величины вязкости: кинематическая и динамическая.

Динамическая (ДВМ) представляет собой отношение усилия, которое прикладывается к жидкому материалу, к степени искажения. Она измеряется в Па∙с или в Пуазах.

Что такое кинематическая вязкость моторного масла?
Она определяется отношением динамической величины к плотности среды при одинаковой температуре. Этот показатель можно получить, измерив время вытекания определенного объема через калиброванное отверстие под воздействием силы тяжести. Измерить индекс позволяет устройство, называемое вискозиметром. Если рассматривается кинематическая вязкость масла: в чем измеряется величина? В различных системах для этого используется несколько единиц: м²/с, стокс, градус Энглера.

Рис.1. Единицы измерения кинематической вязкости масла.

Для определения вязкости выпускается несколько видов приборов. Выбор вискозиметра определяется условиями использования. Устройство может применяться в лабораторных условиях, а также для постоянного контроля состояния жидких материалов. Это часто требуется в производственном процессе. Кроме этого, температурные показатели веществ также могут различаться. Сегодня производится оборудование для работы в температурном режиме минус 50. плюс 2000 градусов.

Чтобы определиться с оптимальным вискозиметром, следует учитывать несколько критериев:

  • необходимую точность замеров;
  • диапазон измерений;
  • условия эксплуатации прибора.

Приборы для определения кинематической вязкости масел (КВМ):

  • Капиллярные. Этот тип оборудования позволяет определить время, за которое установленный объем жидкого вещества сможет преодолеть капилляр.
  • Ротационные. В данном устройстве жидкость, у которой определяется вязкость, размещена между цилиндрами. От одного из них, вращающегося с определенной скоростью, вращательный момент передается через жидкий материал второму, изначально статичному. Показатель вязкости среды оценивается по вращающему моменту второго цилиндрического звена прибора.
  • С движущимся шарообразным телом. Показатель вязкости среды оценивается по расстоянию, которое способен пройти шар, помещенный в жидкое вещество.
  • Пузырьковые. Устройства этого типа предназначены для оценки перемещения газа в жидком материале.
  • Ультразвуковые. Для определения вязкости исследуются импульсы, испускаемые зондом (время их затухания).
  • Вибрационные. В этом оборудовании в жидкую среду опускается зонд, который начинает вибрировать. Определение кинематической вязкости масла проводится посредством оценки степени затухания его колебаний.

Виды смазочных жидкостей, их вязкость

Используемые сегодня в промышленности и быту смазки подразделяются на несколько типов в зависимости от их назначения.

Категории смазочных материалов:

  • масло для силовых агрегатов транспортных средств;
  • жидкость для трансмиссии;
  • смазка для турбин;
  • индустриальные материалы;
  • жидкости общего назначения, в том числе, трансформаторное, компрессорное, холодильное масло и др.

Вязкость выступает в качестве одной из наиболее важных характеристик смазки любого типа. Она в первую очередь определяет размер и надежность масляной пленки, которая создается между сопряженными узлами. Жидкость с большим показателем позволяет образовать пленочное покрытие, которое в состоянии выдержать большие нагрузки и минимизировать контакт взаимно двигающихся деталей. От этого зависит износ агрегатов и, соответственно, их эксплуатационный ресурс. Кинематическая вязкость трансформаторного масла, моторной смазки и других типов жидкостей при их выборе оценивается в первую очередь.

Рис.2. Характеристики, в том числе, кинематическая вязкость трансформаторного масла.

Рис.3. Кинематическая вязкость гидравлического масла популярных марок.

Рис. 4. Кинематическая вязкость трансмиссионного масла разных производителей.

Однако в первую очередь для потребителя имеют значение характеристики моторного масла, так как количество автовладельцев постоянно растет, а эту жидкость приходится менять не реже одного раза в год, в противном случае работоспособность силового агрегата будет под угрозой.

Вязкость моторного масла

Вязкость относится к основным характеристикам смазочной жидкости, определяющим ее способность обеспечивать нормальную работу мотора при различных температурных режимах.

Рис 5. Кинематическая вязкость масел: таблица характеристик (при 100 градусах) жидкостей разного класса вязкости по SAE.

КВМ применительно к моторной жидкости отображает степень его текучести при различных температурных значениях:

  • нормальных (+40 градусов);
  • повышенных (+100 градусов);
  • критических (+150 градусов).

Важно! По стандарту ее достаточно измерить при 40 и 100 градусах по Цельсию.

Измерение показателя осуществляется посредством капиллярного вискозиметра. Он фиксирует время, нужное для вытекания масляной среды при установленных показателях температуры. Эти значения выбираются не случайно. Они позволяют оценить, как будет вести себя смазка в разных условиях эксплуатации и динамику изменения параметров.

Читайте также:  Как измерить стакан сахара ложками

Если рассматривается вязкость кинематическая масла: что означают цифры? В данном случае — все просто. Чем больше эта величина, тем масло более густое, чем ниже — тем оно жиже.

Важно! Показатели динамической и кинематической вязкости у разных по плотности моторных смазок отличаются. Парафиновые материалы характеризуются более высоким значением КВМ (на 16. 22% выше ДВМ), в то время как нафтеновые жидкости демонстрируют меньшую разницу (кинематическая величина больше на 9. 15%).

В основном потеря характеристик моторных смазок происходит из-за действия повышенных температурных значений. Изменение вязкости приводит к истончению маслянистой пленки, образовавшейся на поверхности сопряженных деталей. Потребителю особенно интересно узнать, как изменяются свойства жидкостей при температуре в 100 градусов. Если рассматривается кинематическая вязкость масла при 100: какая лучше смазка, позволило определить проведенное тестирование. При этом испытание прошел не только свежий материал, но и искусственно состаренный.

Рис. 6. Результат испытаний масла разных производителей при температуре в 100 градусов.

Из таблицы наглядно видно, вязкость каких смазок претерпела значительные изменения.

Нюансы выбора моторного масла для автомобилей

При выборе смазочной жидкости в первую очередь необходимо ориентироваться на рекомендации производителя транспортного средства, условия эксплуатации авто и его состояние.

Детали силовых агрегатов, из которых состоит мотор, имеют между собой зазоры. У новых двигателей они минимальны. В связи с этим в такие агрегаты нужно заливать жидкости с меньшей вязкостью, иначе их узлы будут работать под большой нагрузкой, что может привести к перегреву. В старых двигателях зазоры между элементами увеличены. В них должны использоваться более густые материалы, в противном случае тонкая пленка будет иметь разрывы и износа комплектующих не избежать.

Если говорить о вязкости — она не может быть хуже или лучше. Она просто может подходить или нет для определенного двигателя.

Нужно отметить, что КВМ у различных типов смазки отличается. Если рассматривать минеральное масло: кинематическая вязкость этого материала выше. И она больше подвержена изменению при различных условиях эксплуатации. Что касается синтетической смазки, при снижении температурных значений вязкость жидкости увеличивается минимально. Это самым положительным образом отражается на текучести и запуске автомобиля в холод.

Однако нужно понимать, что при выборе масла нельзя ориентироваться исключительно на его вязкостные характеристики. Например, если рассматривать масло Маннол Элит: кинематическая вязкость этого продукта полностью соответствует стандарту SAE, однако кроме этого показателя нужно оценивать и выделение при эксплуатации серы, цинка и фосфора, а также температуру вспышки, которые могут стать препятствием для применения в силовых агрегатах определенных транспортных средств, особенно в современных моделях, оснащенных катализаторами, и в авто, эксплуатирующихся под высокими нагрузками.

В быту измерить коэффициент кинематической вязкости масла обычно затруднительно. Однако есть достаточно несложная методика определения необходимости замены жидкости вследствие снижения ее характеристик. Для этого нужно иметь некоторое количество неиспользованной смазки (она обычно остается в канистре после замены).

Технология проведения работ:

  • нужно подготовить одинаковое количество свежего и залитого в мотор (его можно откачать при помощи шприца) масла;
  • в вертикальном положении подвешивается воронка, имеющая отверстие диаметром 1-2 мм;
  • через воронку вливаются поочередно оба образца смазочного материала;
  • измеряется количество капель, упавших за определенное время;
  • определяется разница значений.

Если разница составляет более 25%, масло нужно сменить.

Источник

Коэффициент вязкости — формулы, виды и размерность величины

Коэффициент вязкости – это величина, используемая для обозначения силы внутреннего трения текучих веществ. Вязкость – разновидность явлений переноса. Жидкости и газы оказывают сопротивление перемещению двух слоев относительно друг друга. Эта особенность характерна для текучих веществ, связана с движением частиц, из которых и состоят вещества.

Вязкость называют внутренним трением. В его основе находится хаотическое движение молекул, передающих импульс между слоями. Такие импульсные обмены выравнивают скорости перемещения слоев.

Коэффициент динамической вязкости

Численное обозначение абсолютной вязкости является индексом сопротивляемости испытуемых веществ взаимному перемещению или скольжению их слоев.

Единицей измерения коэффициента в системе СИ приняты паскаль-секунды:

Физическая основа динамического показателя заключается в его соответствии касательному напряжению, которое происходит между слоями вещества, перемещающимися относительно друг друга, при условии расстояния между ними, равного единице длины, и на скорости, равной единице.

Вязкость жидкости определяется формулой, в которой динамический коэффициент определяет пропорциональность скорости движения слоев и расстояния между ними:

τ – касательное напряжение;

µ — показатель пропорциональности, который является динамическим индексом вещества.

Закон вязкости жидкости был установлен Ньютоном в конце 17 века. Абсолютный показатель зависит от типа газа или жидкости, температуры веществ.

Коэффициент динамической вязкости газа

Для основных газов величины коэффициента при температуре 0 — 600 градусов Цельсия представлены в таблице:

Коэффициент вязкости жидкостей

Для органических жидкостей показания напрямую зависят от температуры. Ниже приведена таблица со значениями абсолютного индекса для веществ при температурах от 0 до 100 градусов Цельсия.

Единица измерения – миллипаскаль-секунды, что соответствует сантипуазам.

Коэффициент динамической вязкости жидкостей уменьшается при условии нагревания вещества. Другими словами, чем выше температура жидкости, тем менее вязкой она становится.

Связь коэффициента вязкости с числами Рейнольдса и силой трения

Английский механик, физик и инженер Оскар Рейнольдс установил (1876 — 1883 гг.), что характер течения зависит от величины, не имеющей размерностью, и называемой числом Re.

Число Рейнольдса используют для отображения соотношения кинематической энергии вещества к энергопотерям на установленной длине в условиях внутреннего трения.

Примеры решения задач

Попробуем решить следующую задачу.

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

Следует узнать эквивалентный диаметр сечения межтрубного пространства:

Определение скорости воды на основе уравнения расхода:

По формуле Рейнольдса найти число Re:

Подставляя значения, получаем:

Ответ: режим перемещения воды в межтрубном пространстве является турбулентным.

Коэффициент кинематической вязкости

Кинематическая вязкость – это индекс, который отображает отношение абсолютного показателя вещества к его плотности при установленной температуре.

Физическая формула соотношения выглядит и единицы измерения можно увидеть на картинке:

Действие 4. Вычисление кинематического показателя, исходя из формулы:

Подставив в уравнение полученные и имеющиеся расчетные данные, получим кинематический индекс вещества.

Заключение

Физический смысл коэффициента вязкости заключается в том, что он демонстрирует, чему равна величина F внутреннего трения, действующая на 1 ед. площади поверхности соприкасающихся слоев при единичном градиенте скорости.

Размерность данной величины и перевод из одних единиц измерения в другие показаны на картинке:

Источник

Единицы измерения вязкости

Вязкость — свойство газов и жидкостей оказывать сопротивление необратимому перемещению одной их части относительно другой при сдвиге, растяжении и других видах деформации.

Динамическая вязкость

Динамическая (абсолютная) вязкость µ – сила, действующая на единичную площадь плоской поверхности, которая перемещается с единичной скоростью относительно другой плоской поверхности, находящейся от первой на единичном расстоянии.

В международной системе единиц (СИ), динамическая вязкость измеряется в Паскаль — секундах [Па·с].

Существуют также внесистемные величины измерения динамической вязкости. Наиболее распространенная в системе СГС — пуаз [П] и ее производная сантипуаз [сП].

Также динамическая вязкость может измеряться в [дин·с/см²] и [кгс·с/м²] и производных от них единицах.

Соотношение между единицами динамической вязкости:

  • 1 Пуаз [П] = 1 дин·с/см² = 0.010197162 кгс·с/м² = 0.0000010197162 кгс·с/см² = 0.1 Па·с = 0.1 Н·с/м²
  • 1 Сантипуаз [сП] = 0.0001010197162 кгс·с/м² = 0.01 П = 0.001 Па·с
  • 1 кгс·с/м² = 98.0665 П = 9806.65 сП = 9.80665 Па·с

США и Британия

В виду того, что в некоторых англоязычных странах сила и площадь поверхности может измеряться в отличных от системы СИ единицах, могут применяться отличные единицы измерения динамической вязкости.

  • 1 Фунт сила секунда на дюйм² [lbf·s/in²] = 6894.75729316836 Па·с = 144 lbf·s/ft²
  • 1 Фунт сила секунда на фут² [lbf·s/ft²] = 47.88025898034 Па·с

Кинематическая вязкость

Кинематическая вязкость ν – отношение динамической вязкости µ к плотности жидкости ρ и определяется формулой:
ν = µ / ρ, где µ — динамическая вязкость, Па·с, ρ — плотность жидкости, кг/м³.

В международной системе единиц (СИ), кинематическая вязкость измеряется в квадратных метрах на секунду [м²/с].
Также широко используется внесистемная единица — cтокс [Ст] и ее производная — сантистокс [сСт].

Соотношение между единицами кинематической вязкости:

  • 1 Ст = 0.0001 м²/с = 1 см²/с
  • 1 сСт = 1 мм²/с = 0.000001 м²/с
  • 1 м²/с = 10000 Ст = 1000000 сСт

США и Британия

В виду того, что в некоторых англоязычных странах сила и площадь поверхности может измеряться в отличных от системы СИ единицах, могут применяться отличные единицы измерения кинематической вязкости.

  • 1 м²/с = 1550.0031000062 квадратных дюймов в секунду [in²/s]
  • 1 м²/с = 10.76391041670972 квадратных футов в секунду [ft²/s]

Источник

Коэффициент вязкости — формулы, виды и размерность величины

Коэффициент вязкости – это величина, используемая для обозначения силы внутреннего трения текучих веществ. Вязкость – разновидность явлений переноса. Жидкости и газы оказывают сопротивление перемещению двух слоев относительно друг друга. Эта особенность характерна для текучих веществ, связана с движением частиц, из которых и состоят вещества.

Вязкость называют внутренним трением. В его основе находится хаотическое движение молекул, передающих импульс между слоями. Такие импульсные обмены выравнивают скорости перемещения слоев.

Коэффициент динамической вязкости

Численное обозначение абсолютной вязкости является индексом сопротивляемости испытуемых веществ взаимному перемещению или скольжению их слоев.

Единицей измерения коэффициента в системе СИ приняты паскаль-секунды:

Физическая основа динамического показателя заключается в его соответствии касательному напряжению, которое происходит между слоями вещества, перемещающимися относительно друг друга, при условии расстояния между ними, равного единице длины, и на скорости, равной единице.

Вязкость жидкости определяется формулой, в которой динамический коэффициент определяет пропорциональность скорости движения слоев и расстояния между ними:

τ – касательное напряжение;

µ — показатель пропорциональности, который является динамическим индексом вещества.

Закон вязкости жидкости был установлен Ньютоном в конце 17 века. Абсолютный показатель зависит от типа газа или жидкости, температуры веществ.

Коэффициент динамической вязкости газа

Для основных газов величины коэффициента при температуре 0 — 600 градусов Цельсия представлены в таблице:

Коэффициент вязкости жидкостей

Для органических жидкостей показания напрямую зависят от температуры. Ниже приведена таблица со значениями абсолютного индекса для веществ при температурах от 0 до 100 градусов Цельсия.

Единица измерения – миллипаскаль-секунды, что соответствует сантипуазам.

Читайте также:  Единица измерения длины это ответ

Коэффициент динамической вязкости жидкостей уменьшается при условии нагревания вещества. Другими словами, чем выше температура жидкости, тем менее вязкой она становится.

Связь коэффициента вязкости с числами Рейнольдса и силой трения

Английский механик, физик и инженер Оскар Рейнольдс установил (1876 — 1883 гг.), что характер течения зависит от величины, не имеющей размерностью, и называемой числом Re.

Число Рейнольдса используют для отображения соотношения кинематической энергии вещества к энергопотерям на установленной длине в условиях внутреннего трения.

Примеры решения задач

Попробуем решить следующую задачу.

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

Следует узнать эквивалентный диаметр сечения межтрубного пространства:

Определение скорости воды на основе уравнения расхода:

По формуле Рейнольдса найти число Re:

Подставляя значения, получаем:

Ответ: режим перемещения воды в межтрубном пространстве является турбулентным.

Коэффициент кинематической вязкости

Кинематическая вязкость – это индекс, который отображает отношение абсолютного показателя вещества к его плотности при установленной температуре.

Физическая формула соотношения выглядит и единицы измерения можно увидеть на картинке:

Действие 4. Вычисление кинематического показателя, исходя из формулы:

Подставив в уравнение полученные и имеющиеся расчетные данные, получим кинематический индекс вещества.

Заключение

Физический смысл коэффициента вязкости заключается в том, что он демонстрирует, чему равна величина F внутреннего трения, действующая на 1 ед. площади поверхности соприкасающихся слоев при единичном градиенте скорости.

Размерность данной величины и перевод из одних единиц измерения в другие показаны на картинке:

Источник

Вязкость масла – что означают цифры

Вполне обосновано желание каждого автовладельца иметь надёжного и безотказного «железного коня». Реализовать комфортное пользование транспортным средством помогает качественное и своевременное сервисное обслуживание силовых агрегатов.

Одним из важнейших элементов обеспечения отличной работы основного движущего узла – мотора, является правильно подобранный смазочный материал (это понимает даже школьник).

Как безошибочно выбрать моторную смазку? Почему вязкость влияет на эксплуатационные свойства масел и работу двигателя? Какая бывает классификация моторных масел по вязкости, измеряется в каких единицах, её обозначение и как расшифровывается маркировка? Что означает аббревиатура? Ответы на эти вопросы в полном объёме получат читатели данной статьи.

Для чего нужно масло

Изначально смазочные жидкости использовались для вывода тепла из рабочей зоны и перетягивания его в картер, снижения трения деталей в узле, отвода продуктов износа и защиты шеек коленчатого вала.

В дальнейшем на масло была возложена роль смазки всех элементов газораспределительного механизма и цилиндров двигателя. На современном этапе автомасла – это неотъемлемая составляющая работы всех механизмов машины.

Обозначим конкретные защитные функции, выполняемые моторным маслом:

  • Образование предохраняющей от трения и износа плёнки на деталях;
  • Предупреждение окислительных процессов и коррозии узлов;
  • Очистка важных рабочих зон от загрязнений – сажи, грязи, нагара и др. продуктов сгорания топлива;
  • Выведение загрязняющих частиц, остающихся в процессе износа комплектующих деталей;
  • Сохранение узлов от перегрева;
  • Обеспечение надёжного пуска;
  • Снижение «травмирования» деталей при холодном пуске.

Поэтому сегодняшнему автолюбителю далеко не всё равно, что заливать в рабочие узлы. Важнейшим критерием подбора смазочного состава является вязкость масла.

Основное понятие вязкости и её виды.

Если говорить доступным языком, не вдаваясь в научную терминологию, то вязкость моторного масла – это способность сохранять текучесть, одновременно с тем, чтобы на деталях, внутри силового узла, оставалась достаточная плёнка смазки, правильно распределённая между трущимися частями.

Чем ниже вязкость, тем текучее вещество. При этом масло должно обладать стойкими характеристиками при использовании в достаточно широком диапазоне «гуляющей» температуры, которая при интенсивной езде достигает 150ºС. Если движок холодный – масло, естественно, сгущается: в этом варианте важно, чтобы оно осталось жидким даже при отрицательных температурах, для обеспечения пуска двигателя.

Основной задачей расходного материала является недопущение сухого трения движущихся комплектующих внутри двигателя и поддержания минимальной силы трения при наибольшей герметичности рабочих цилиндров.

Кинематическая и динамическая вязкость масла.

В свою очередь существует два вида понятия вязкости масел – кинематическая и динамическая.

Обусловленная кинематическая вязкость масла (КВМ) отвечает за густоту смазочного материала и высчитывается при стандартной и max температуре использования. Чаще всего для испытаний принимают режим работы при температуре сорока и ста градусов по Цельсию.

Дальше КВМ помогает рассчитать калькулятор. По параметрам КВМ определяется индекс вязкости моторного масла, который отражает степень изменения КВМ относительно изменения температуры.

Чем выше индекс, тем качественнее смазочный состав и тем меньше зависимость вязкости масла от температуры. Для высококачественной смазочной субстанции индекс вязкости масла составляет более двухсот единиц измерения, как правило, это всесезонные расходные материалы.

Характеристика, отвечающая за сопротивляемость вещества при смещении одного его слоя относительно другого его же слоя, называется – динамическая вязкость масла (измеряется в сантипуазах).

От неё зависит потеря энергии двигателя при работе – чем больше степень вязкости, тем толще плёнка на внутренних деталях и надёжнее смазывание, но при этом увеличиваются потери мощности на преодоление жидкостного трения.

Для оптимального определения вязкости масла во всем мире признана международная классификация моторных масел по вязкости по SAE (общество авто-инженеров США).

Рассмотрим, как определить вязкость моторного масла по SAE.

По международным стандартам SAE существует для определения вязкости моторного масла таблица, в которой показаны параметры для безопасной работы движка для всех классов вязкости. К вниманию читателей ниже предложена таблица вязкости моторных масел по температуре.

Классификация масел предполагает деление на три категории:

  • Зимние (находятся слева вверху таблицы)– имеют невысокую вязкость для лёгкого холодного пуска при минусовых температурах, но не подходят для качественного смазывания внутренних частей мотора в летний сезон. Их вязкость должна соответствовать прокачиваемости (не более 6000 сантипуаз) и отвечать требуемой КВМ и проворачиваемости.
  • Летние (находятся справа вверху таблицы) – имеют высокую вязкость, что гарантируют надёжную смазку деталей, но не позволит производить безопасный холодный пуск при морозе;
  • Всесезонные (находятся в нижней части по середине) – не трудно догадаться что эти масла в большем объёме занимают потребительский спрос, поскольку имеют смешанную сертификацию, применяются при большом диапазоне тепловых режимов, отвечают и зимним и летним параметрам эксплуатации. Эта продукция способна меняться в зависимости от сезона и обеспечивать необходимую в данный момент смазку, её не приходится менять со сменой сезона, она носит наиболее энергосберегающий характер и, следовательно, является более удобной.

Маркировка, пробуем расшифровать

В первую очередь на упаковке ищем аббревиатуру SAE, рядом можно увидеть литеру «w» и ещё одно или два числа. Так вот, литерой «w» (от английского «winter») обозначаются зимние, если впереди стоит только одно число, например, 10w или 25w. Что означают цифры?

Цифры помогают рассчитать отрицательную температуру безопасного пуска ДВС. Чтобы рассчитать её нужно от 40 отнять указанную на маркировке цифру. Следовательно, чем меньше цифровое значение, тем при более низкой температуре производится лёгкий пуск двигателя.

Для маркировки масел летнего класса используется только цифровое обозначение, например, SAE30,40,50. Здесь цифра указывает возможность использования в определённом температурном режиме (но отнюдь не указывает температуру окружающего воздуха).

Также литера «w» используется в обозначении смешанной спецификации всесезонных масел, т.е. сочетающих вместе летние и зимние показатели. В данном случае определяющей маркировкой будет одно число до «w», указывающее зимний класс, затем дефис и второе число, определяющее летние эксплуатационные параметры.

Например, 5w-40 или 20w -50. Первая цифра, как и в зимнем масле обозначает температуру холодного пуска, а вторая возможности летнего режима. По степени вязкости стоит добавить, что чем шире разрыв между цифрами, характеризующими летний и зимний параметры, тем чаще придётся производить замену.

Как не ошибиться в подборе масла

При выборе расходных материалов лучше всего, конечно, придерживаться рекомендаций производителя. При производстве авто в лабораторных условиях происходит расчёт индекса вязкости, оптимально соответствующий параметрам работы конкретного силового агрегата.

Согласитесь, вряд ли вязкость турбинного масла подойдёт вместо вязкости обусловленной для легкового авто. Если пробег авто превысил половину от планового ресурса, то следует заливать с повышенным индексом вязкости.

В любом случае для правильного распределения смазки между соприкасающимися деталями, антикоррозийной защиты, а также охлаждения производить подбор придётся, ориентируясь на:

  • Погодные температуры конкретного региона;
  • Параметры работы двигателя;
  • Подходящий класс вязкости;
  • Степень износа внутренних узлов и деталей;
  • Особенности строения силовых агрегатов.

В заключении хочется сказать, что смазочные жидкости для авто, тоже самое, что кровь в жилах человека: как от густоты крови в теле людей, так и от вязкости масла в авто зависит здоровье и работа всего «организма».

Похожие статьи

С точки зрения эксплуатационных характеристик — чем короче и стабильнее цепь молекул основы — тем стабильнее масло по характеристикам при изменении температуры. Фигня только состоит в том, что получаются разные молекулы (хотя и одинаковой длины). Синтетическая основа имеет менее насыщенные водородом молекулы, в результате чего синтетика в целом более агрессивна к разного рода резинкам и сальникам.

Да, действительно раньше, в начале 90-х, было меньше маркировок масла.
А сейчас голова кругом.

Основная задача масла для бензиновых или дизельных двигателей – защита частей силового агрегата от истирания при взаимодействии друг с другом. Также вещество отводит лишнее тепло, препятствуя перегреву. Моторные масла играют важную роль в работе двигателей. От их параметров и качества зависит работа мотора, продолжительность его службы. Качественная продукция способна положительно повлиять на экономичность расхода топлива и снизить уровень вредных выбросов в атмосферу.

Сегодня существует много автомобильных масел для бензиновых, газовых, дизельных двигателей. Их отличия состоят в различных параметрах и влиянии на те или иные моторы. Причем то, что является идеальным вариантом для одного мотора, может губительно действовать на другой. Подобрать подходящий вариант только по одним значениям практически невозможно – показатели вязкости, типы присадок и другие характеристики сами по себе ничего не скажут автовладельцу. Поэтому существуют параметры, которые облегчают выбор, – спецификации и допуски.

Всю необходимую информацию производители указывают на этикетке, поэтому необходимо уметь ее читать и анализировать.
Кроме всего прочего, следует различать саму вязкость, которая бывает как кинематической, так и динамической. Типы вязкости имеют определенные различия. Они заключаются в плотности, отличающихся методах измерения и предназначены для определения показателей различных классов смазки.

Кинематическая вязкость моторного масла определяет его текучесть при нормальной (стандартной) рабочей температуре, а также максимальной. За основу проведения испытаний берут 40 и 100 градусов по Цельсию, а измерения проводятся в сантистоксах.
По полученным результатам осуществляются расчеты индекса вязкости, поэтому, если вы хотите приобрести действительно хорошее масло — выбирайте, чтобы индекс превышал значение 200. Чаще всего наиболее подходящий индекс имеют всесезонные масла.

Читайте также:  Как записать результат измерений с учетом погрешности физика 7 класс

Что касается динамической вязкости — то она отображает силу сопротивления в ходе перемещения жидкостей, которая от плотности никак не зависит. Единицей измерения динамической вязкости является сантипуаз.

Вязкость моторного масла — основная характеристика, по которой выбирают смазочную жидкость. Она может быть кинематической, динамической, условной и удельной. Однако чаще всего для выбора того или иного масла пользуются показателями кинематической и динамической вязкости. Их допустимые показатели четко указывает производитель двигателя автомобиля (зачастую допускается два или три значения). Правильный подбор вязкости обеспечивает нормальную работу двигателя с минимальными механическими потерями, надежную защиту деталей, нормальный расход топлива. Для того, чтобы подобрать оптимальную смазку, необходимо тщательно разобраться в вопросе вязкости моторного масла.
Вязкость (другое название — внутреннее трение) в соответствии с официальным определением — это свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. При этом выполняется работа, которая рассеивается в виде тепла в окружающую среду.

Вязкость — величина непостоянная, и она меняется в зависимости от температуры масла, имеющихся в его составе примесей, значения ресурса (пробега мотора на данном объеме). Однако эта характеристика определяет положение смазывающей жидкости в определенный момент времени. А при выборе той или иной смазывающей жидкости для двигателя необходимо руководствоваться двумя ключевыми понятиями — динамической и кинетической вязкостью. Их еще называют низкотемпературной и высокотемпературной вязкостью соответственно.

Исторически так сложилось, что автолюбители по всему миру определяют вязкость по так называемому стандарту SAE J300. SAE — это аббревиатура названия организации Сообщества автомобильных инженеров, которое занимается стандартизацией и унификацией различных систем и понятий, используемых в автомобилестроении. А стандарт J300 характеризует динамическую и кинематическую составляющие вязкости.

В соответствии с этим стандартом существует 17 классов масел, 8 из них зимних и 9 летних. Большинство масел, используемых в странах СНГ имеют обозначение XXW-YY. Где XX — обозначение динамической (низкотемпературной) вязкости, а YY — показатель кинематической (высокотемпературной) вязкости. Буква W означает английское слово Winter — зима. В настоящее время большинство масел являются всесезонными, что и находит отражение в таком обозначении. Восемь же зимних — это 0W, 2,5W, 5W, 7,5W, 10W, 15W, 20W, 25W, девять летних — 2, 5, 7,10, 20, 30, 40, 50, 60).

Основным параметром при выборе моторного масла является степень его вязкости. Многие автолюбители слышали этот термин, встречали его на этикетках канистр с маслом, но вот что означают изображенные там цифры и буквы, а также зачем нужно применять эту технологическую жидкость с определенной степенью вязкости на определенном моторе, знают не все.
В двигателе множество деталей, которые во время работы соприкасаются друг с другом. В «сухом» двигателе работа таких деталей продлится недолго, так как из-за взаимного трения они истачиваются и относительно быстро выходят из строя. Поэтому в двигатель заливают моторное масло – техническую жидкость, которая покрывает все трущиеся детали масляной пленкой и предохраняет их от трения и износа. У каждого масла есть своя степень вязкости – то есть, состояние, в котором масло остается достаточно жидким для выполнения своего главной функции (смазки рабочих частей двигателя). Как известно, в отличие от охлаждающей жидкости, температура которой во время езды всегда стабильна и находится на уровне 85-90 градусов, моторное масло более подвержено воздействию внешних и внутренних температур, колебания которых весьма существенны (при некоторых условиях эксплуатации масло в двигателе разогревается до 150 градусов).
Чтобы избежать закипания масла, вследствие которого может быть нанесен ущерб двигателю машины, специалисты по изготовлению этой технической жидкости определяют его вязкость – то есть способность оставаться в рабочем состоянии при воздействии критических температур. Впервые степени вязкости масла были определены специалистами Американской ассоциации автомобильных инженеров (SAE). Именно эта аббревиатура встречается на упаковках масла. Следом за ней идут цифры, разделенные латинской буквой W (она означает приспособленность моторного масла к работе при низкой температуре) – например, 10W-40.

Важнейшим параметром моторного масла является его вязкость. Она должна иметь оптимальное значение при условиях эксплуатации авто. Слишком большая или слишком малая вязкость смазывающей жидкости способствует скорейшему выходу деталей и узлов автомашины из строя.

Всякое машинное масло предназначено для применения в определенном температурном интервале. В соответствии с этим смазывающие жидкости подразделяются на

· летние масла, сохраняющие оптимальную вязкость и при повышенных температурах;

· зимние масла, не становящиеся чересчур вязкими даже на морозе;

· универсальные масла, пригодные к использованию в любое время года.

Вязкость смазывающих жидкостей регламентируется международным стандартом SAE, в соответствии с которым масла для зимы маркируются буквой W. Например, масло Кастрол 0W. Цифра перед этой буквой означает класс вязкости смазки. Смазочные жидкости для зимы подразделяются на шесть классов: 0, 5, 10, 15, 20 и 25. Каждый из классов соответствует допустимому температурному диапазону использования масла.

Зимняя смазка нулевого класса соответствует температурному интервалу от 0 до -40 градусов по шкале Цельсия. Пятый класс соответствует минимальной температуре -35 градусов. Чтобы определить нижнюю границу применения остальных классов масел, нужно от цифры после буквы W отнять 35.Таким образом, к примеру, масло Кастрол 10W можно использовать при температуре до -25 градусов.

Цифры, идущие в маркировке летнего масла после SAE, означают максимальную температуру, при которой масло не теряет оптимальной вязкости. То есть, например, смазочную жидкость Genesis 50 можно использовать при температуре вплоть до пятидесяти градусов выше нуля.

Всесезонные масла имеют двойную маркировку – рядом с маркировкой с буквой W через тире приписана летняя маркировка, например, Лукойл 5W – 40. Такое масло можно использовать в температурном диапазоне от — 35 до +40 градусов.

Подбирая смазку для авто, следует исходить из средней температуры по сезону в регионе. Но чтобы застраховаться от аномальных погодных условий, лучше всего пользоваться маслом класса W0 зимой, и 40 летом.

На Вязкость масла поверку, вязкость моторного масла — один из самых не очевидных параметров, который часто стает камнем преткновения при выборе масла. Проблема в том, что существует множество различных точек зрения — у продавцов, официальных сервис-менов, «гаражных» автомехаников и просто опытных автолюбителей. И эти мнения зачастую противоречат одно другому.
Самые популярные заблуждения автолюбителей относительно вязкости моторного масла, навязанные производителями автомасла и мотористами СТО:
1. «Если я люблю ездить быстро – мне стандартное моторное масло не подходит – нужно заливать более спортивные автомобильные масла» — реальная потеря мощности и быстрый капитальный ремонт двигателя Вам обеспечены – действуйте!
2. «Когда разрабатывался мой мотор – еще не было современных масел с большой вязкостью, так что автопроизводитель и не мог их рекомендовать» — не было тогда не только современных марок моторного масла, не было еще и технологий производства двигателей, рассчитанных на современное автомасло, так что начинайте подыскивать хорошего мастера для капремонта мотора.
Главная задача автомасла – не допустить сухого трения движущихся внутренних деталей двигателя, а также обеспечить минимальную силу трения при максимальной герметичности рабочих цилиндров. Очевидно, что сделать субстанцию, которая обладала бы необходимыми для этого свойствами, и при этом имела бы стабильные характеристики в широком диапазоне температур невозможно, а диапазон рабочих температур масла в двигателе достаточно широк.

Необходимо Вязкость масла заметить, что та температура, которую большинство автолюбителей наблюдают на приборной доске, и которую принято называть температурой двигателя – на самом деле является температурой охлаждающей жидкости, которая действительно стабильна в прогретом двигателе и должна составлять около 90 градусов. Температура масла при этом существенно «гуляет» и может доходить до 140-150 градусов в зависимости от скорости и интенсивности движения.
Исходя из этого, для каждого отдельно взятого двигателя производитель определяет компромиссные оптимальные параметры автомасла. Именно эти параметры, как считает производитель мотора, должны обеспечить максимальный коэффициент полезного действия (КПД) при минимальном износе внутренних деталей мотора при заданных «типичных» условиях эксплуатации.

Наиболее важным из параметров автомасла считается его вязкость.

Простым языком, понятным автолюбителю, можно сказать так: вязкость масла – это его способность оставаться на поверхности внутренних деталей мотора и при этом сохранять текучесть. Вроде не сложно? Но ведь именно вязкость масла более всего меняется в зависимости от температуры, являясь «переменной» величиной?

Именно поэтому, Американской ассоциацией автомобильных инженеров (SAE) разработана классификация моторного масла по вязкости, которая описывает вязкость того или иного автомасла при разных рабочих температурах. По сути, эта классификация дает диапазон температур, в котором работа двигателя является безопасной, при условии, что производитель мотора допустил моторное масло с такими параметрами к использованию в этом двигателе.

Обычный человек, для которого автомобиль всего-лишь средство передвижения, маркировка моторного масла ни о чем не говорит. Для него это просто набор букв и цифр.

Но эта самая маркировка играет огромную роль при выборе масла. В ней содержится много информации о рабочих температурах, эксплуатационных характеристиках и других особенностях смазочного материала.
Самой распространенной классификацией моторных масел является SAE, которая была разработана Ассоциацией автомобильных инженеров. Она обозначает вязкость и текучесть материала при высоких и низких температурах. Согласно данной классификации моторные масла делятся на летние, зимние и универсальные.
Градация зимних масел начинается от 0 и заканчивается на 25. Обозначение последующего вида ведется через 5 единиц, т.е. 0, 5, 10…25. Дополнительно зимнее масло обозначается буквой W (winter). Чем ниже числовое значение, тем меньше вязкость материала при отрицательных температурах. Например, масло 0W обеспечит пуск двигателя при температурах ниже -30 °C, а 25W может использоваться только при температурах не ниже -10 °C.

Летнее масло обозначается от 20 до 60, а следующий вид материала начинается через 10 единиц: 20, 30, 40…60. Буквенного обозначения такие жидкости не имеют. Цифра обозначает вязкость масла при +100 °C и определенной температуре окружающей среды. Масла с показателем 20 можно использовать при температурах до +15 °C, а масла с показателем 60 – при более +50 °C.

Третья группа – всесезонные масла. Они имеют двойное обозначение. Рассмотрим его на примере моторного масла 5W30. В данном случае жидкость может работать при температуре окружающей среды от -35 °C (5W) до +35 °C (30).

Источник