Двата метода за измерване и отчитане на вискозитета, кинематичен и абсолютен (наричан още динамичен), често предизвикват объркване в умовете на тези, които не ги използват редовно. В тази колона ще обясня разликите между тях и ще дам някои съвети как да ги прилагате към смазочни материали.
абсолютен вискозитет
Абсолютният вискозитет се определя като съпротивление на флуида на срязване или способността на флуида да устои на деформация, когато се приложи сила. Казано по-просто, колкото по-гъста е течността, толкова повече енергия е необходима, за да тече. Строго погледнато, кинематичният вискозитет се определя като отношението на абсолютния вискозитет към плътността.
Плътността е свойство, получено от масата, и тъй като за практически цели масата и теглото са пряко пропорционални навсякъде по повърхността на Земята, кинематичният вискозитет често се тълкува като съпротивлението на течност да тече под въздействието на гравитацията.
Обичам да мисля за кинематичния вискозитет като за специален случай на абсолютния вискозитет. Силите на срязване, въведени от гравитацията, всъщност са много малки в сравнение със силите на срязване, въведени от механичното взаимодействие на машинните компоненти.
Нека илюстрираме тази разлика с пример. Да предположим, че на бюрото си имате буркан с мед и буркан с вода. Бурканите са фиксирани към масата, така че да не могат да се движат. Ако поставите лъжица във всеки буркан и започнете да бъркате, вие въвеждате срязване в течността.
Имайте предвид, че тези сили не са причинени от гравитацията, така че това, което правите, е тест за абсолютен вискозитет. Очевидно течността с по-голяма устойчивост на разбъркване е медът, така че можем да заключим, че абсолютният вискозитет на меда е по-голям от абсолютния вискозитет на водата. Сега вземете тези буркани, свалете ги от масата и ги изсипете настрана.
Цялата течност ще изтече от резервоара, в този случай силата, причиняваща потока, се въвежда от гравитацията. Току-що направихме тест за кинематичен вискозитет и той също показа, че медът има по-голям кинематичен вискозитет от водата, защото има по-голямо съпротивление да изтече от буркана.
Вискозитетът на течността, независимо дали е кинематичен или абсолютен, се променя в зависимост от измерената температура. Следователно трябва да се докладва температурата, при която се измерва вискозитетът.
кинематичен вискозитет
Като строго определение на състоянието на движение, ако плътността на течността е известна, абсолютният вискозитет и кинематичният вискозитет могат да бъдат преобразувани директно. Тази връзка може да се изрази като:
Абсолютен вискозитет=кинематичен вискозитет x плътност
За правилното използване на тази формула трябва да се използват подходящи единици SI.
Досега показахме, че тестовете за абсолютен и кинематичен вискозитет доказват, че медът е по-вискозен от водата. Нека да разгледаме друг пример.
С помощта на два еднакви буркана, закрепени на масата, напълнете единия с мед, а другия с майонеза. Сега извършете тест за абсолютен вискозитет чрез разбъркване на течността. Тестването ще покаже, че медът е по-вискозна течност.
Обърнете буркана и направете тест за кинематичен вискозитет, който ще покаже, че майонезата вече е по-вискозна течност (медът ще изтече по-бързо от майонезата). Първо, какво е обяснението за различните резултати и второ, какви са последиците, поне що се отнася до машинните смазочни материали?
разлика
За да обясним различните резултати, трябва да разберем нютоновите свойства на течността. Ако свържете вискозитета на даден флуид с количеството на срязване, което изпитва, някои флуиди проявяват вискозитет, който не зависи от количеството на приложената сила на срязване.
Те се наричат Нютонови течности, за които медът е добър пример. Разпределението на вискозитета на някои течности се променя с количеството изпитано срязване. Те се наричат не-Нютонови течности, майонезата е пример.
Ненютоновите течности показват висок вискозитет, когато скоростта на срязване е ниска (тест за кинематичен вискозитет). Както при теста за абсолютен вискозитет, вискозитетът на ненютоновите течности намалява, когато течността се срязва по-силно.
защо е важно
И така, какво означава това за смазочните материали?
1. Повечето смазочни материали (вижте изключенията по-долу) показват свойства, близки до Нютон. Така че дали измерваме кинематичния вискозитет или абсолютния вискозитет и го променяме, няма голяма разлика.
2. Маслата, които проявяват повече ненютонови свойства, са:
Подобрени смазочни материали (масла с добавки за подобряване на индекса на вискозитет)
Разградено масло
Маслени емулсии, включително умерено замърсяване на твърди вещества и/или течности и увличане на въздух, всички от които могат да произведат емулсии.
3. Като се има предвид, че механично въведените сили на срязване, а не гравитацията, влияят върху потока на смазочния флуид в машината, може да се твърди, че тестването за абсолютен вискозитет е по-добър метод за определяне на вискозитета. Но също така е справедливо да се приеме, че всеки фактор, който влияе върху промените в абсолютния вискозитет, може също да повлияе на промените в кинематичния вискозитет.
Докато измерваме и променяме един метод за измерване (с подходяща възпроизводимост), трябва да можем да получим добри модели в данните. Въпреки че правим измервания на кинематичен вискозитет и интуитивно знаем, че те са неправилни, що се отнася до машината, те все още са популярни. Така че се придържайте към един метод. На шега: По-добре е да грешиш през цялото време, отколкото понякога да си прав.
4. Кинематичният вискозитет е обичайният метод за измерване и отчитане на вискозитета при анализа на използвани смазочни материали, поне що се отнася до повечето търговски лаборатории. Както бе споменато в предишния параграф, това може да не е най-добрият подход, но се превърна в доминиращ подход поради историята и лекотата на използване.
5. Повечето търговски лаборатории ще използват автоматизиран вискозиметър за измерване на кинематичния вискозитет. Повечето полеви лабораторни инструменти ще измерват абсолютния вискозитет, но ще го докладват като кинематичен вискозитет чрез използване на допускания за плътност на течността и извършване на подходящи изчисления.
Това обикновено не е проблем при получаването на резултати от тенденцията, но е важно да се гарантира, че измерванията на вискозитета винаги се извършват при една и съща температура. Това може да е стайна температура, но винаги се уверете, че маслото е имало време да достигне стайна температура в среда с контролиран климат преди тестване.
И не се опитвайте да сравнявате вашите търговски петролни лабораторни резултати с вашите полеви лабораторни резултати твърде тясно; те ще бъдат различни, но това е защото измерват различни неща. Трябва да има някаква корелация, но те няма да са точно еквивалентни.
Вискозитетът често се счита за най-важното свойство на лубриканта. Следователно също така е важно да можете да го измервате и разбирате. Надявам се, че това осигурява по-ясно разбиране на темата.
