Gludedd. Y cyfernod gludedd deinamig. Mae ystyr ffisegol y cyfernod gludedd

mynegai viscosity - paramedr allweddol o'r hylif sy'n gweithio neu nwy. Mewn termau ffisegol, efallai y bydd y gludedd yn cael ei ddiffinio fel y ffrithiant mewnol a achoswyd gan y cynnig y gronynnau sy'n gwneud y màs y hylif canolig (nwyol), neu, yn fwy syml, mae'r gwrthiant symud.

Beth yw'r gludedd

Mae penderfyniad Profiad empirig viscosity syml: yr wyneb lethr llyfn ar yr un pryd arllwys i mewn swm cyfartal o ddŵr ac olew. Dŵr yn llifo olew yn gyflymach. Mae'n fwy hylif. Symud yn gyflym ddraenio'r olew yn atal ffrithiant uwch rhwng ei moleciwlau (gwrthiant mewnol - gludedd). Felly, gludedd hylif cyfrannedd wrthdro i'w hylifedd.

mynegai viscosity: y fformiwla

Mewn ffurf symlach o'r broses o hylif gludiog ar y gweill gellir ei ystyried haenau cyfochrog fel fflat A a B gyda'r un arwynebedd S, y pellter rhwng sef y maint h.

Mae'r ddwy haen (A a B) yn symud gyda chyflymder gwahanol (V a V + ΔV). Mae haen cael y cyflymder uchaf (V + ΔV), yn golygu symud yr haen B, yn symud ar gyflymder arafach (V). Ar yr un pryd, yr haen B yn tueddu i arafu cyfradd yr haen A. Mae ystyr ffisegol y cyfernod gludedd yw bod y ffrithiant y moleciwlau sy'n ffurfio'r gwrthiant llif yr haenau yn ffurfio yn rym sy'n Isaak Nyuton ddisgrifiwyd gan y fformiwla ganlynol:

F = μ × × S (ΔV / h)

yma:

• ΔV - gwahaniaeth rhwng y cyflymder symudiad haenau llif hylif;
• h - pellter rhwng yr haenau ffrwd hylif;
• S - arwynebedd y haen llif hylif;
• μ (mu) - ffactor yn dibynnu ar briodweddau hylif, a elwir yn gludedd deinamig absoliwt.

Yn OS fformiwla unedau fel a ganlyn:

μ = (F × h) / (S × ΔV) = [Pa × au] (× Pascal eiliad)

Lle F - grym disgyrchiant (pwysau) uned y gyfrol hylif hydrolig.

gwerth y gludedd

Yn y rhan fwyaf o achosion, mae'r cyfernod o gludedd deinamig yn cael ei fesur mewn centipoises (CP) yn unol â'r system CGS (centimetr, gram, yn ail). Yn ymarferol, mae'r gludedd y gymhareb màs hylif yn gysylltiedig â'i gyfrol, hy dwysedd hylif:

ρ = m / V

yma:

• ρ - dwysedd yr hylif;
• m - màs o hylif;
• V - cyfaint o hylif.

Gelwir y gymhareb rhwng y gludedd deinamig (μ) a dwysedd (ρ) yn ν gludedd kinematic (ν - Groeg - nu):

ν = μ / ρ = [m ² / s]

Gyda llaw, dulliau o benderfynu ar cyfernod gludedd yn wahanol. Er enghraifft, mae'r gludedd kinematic yn dal i fesur yn unol â'r system GHS mewn centistokes (CST) a meintiau submultiple - Stokes (St):

• = 1 cm ² / s Dosbarth 1af = 10 ^-4 m ² / s;
• 1sSt = 10 ^-6 m ² / s = 1 mm ² / s.

Penderfynu ar y gludedd dŵr

Viscosity cyfernod o ddŵr yn cael ei bennu drwy fesur yr amser llif hylif drwy'r tiwb capilari galibro. Mae'r ddyfais hon yn cael ei galibro gan ddefnyddio hysbys viscosity hylif safonol. Er mwyn penderfynu gludedd kinematic, wedi'i fesur mewn mm ² / s, yr amser llif hylif, wedi'i fesur mewn eiliadau, yn cael ei luosi â gwerth cyson.

Fel uned cymhariaeth yn cael ei ddefnyddio gludedd dŵr distyll, y mae eu gwerth yn bron yn gyson, hyd yn oed pan fydd y newidiadau tymheredd. Gludedd - cymhareb o amser mewn eiliadau bod angen cyfaint penodol o ddŵr distyll i ddod i ben twll raddnodi, at yr un gwerth ar gyfer y hylif prawf.

viscometers

Gludedd yn cael ei fesur mewn graddau Seconds Engler (° E) Saybolt Universal ( "SUS) neu raddau Redwood (° RJ) yn dibynnu ar y math o rheometer. Mae tri math o viscometers yn wahanol yn unig yn y swm o llifo cyfrwng hylif.

Viscometer fesur y gludedd mewn graddau Engler uned Ewropeaidd (° E), wedi ei gyfrifo fesul 200 cm ³ o llifo cyfrwng hylif. Viscometer fesur y gludedd yn Seconds Saybolt Universal ( "SUS neu" SSU), a ddefnyddir yn yr Unol Daleithiau, sy'n cynnwys 60 cm ³ o brawf hylif. Yn Lloegr, lle defnyddir graddau Redwood (° RJ), yn cynnal viscometer mesur gludedd 50 cm ³ o hylif. Er enghraifft, os 200 cm ³ o olew yn llifo ar ddeg gwaith yn arafach na'r un faint o ddŵr, mae'r gludedd yw 10 ° Engler E.

Gan fod y tymheredd yn ffactor allweddol wrth newid y gymhareb gludedd, mesuriadau fel arfer cynnal i ddechrau ar dymheredd cyson o 20 ° C ac yna yn ei gwerthoedd uwch. Y canlyniad, a thrwy hynny, yn cael ei fynegi drwy ychwanegu dymheredd priodol, ee 10 ° E / 50 ° C neu 2.8 ° E / 90 ° C. gludedd hylif ar 20 ° C yn uwch na'r ei gludiogrwydd ar dymheredd uwch. olewau hydrolig cael viscosity yn y tymheredd priodol isod:

190 CST ar 20 ° C = 45.4 CST ar 50 ° C = 11.3 CST ar 100 ° C.

gwerthoedd cyfieithu

Penderfynu gludedd yn digwydd mewn systemau gwahanol (Americanaidd, Prydeinig, GHS) ac felly yn aml mae'n ofynnol i gyfieithu data o un system fesur i un arall. I drosi gwerthoedd gludedd yr hylif wedi'i fynegi mewn graddau Engler yn centistokes (mm ² / s) gan ddefnyddio'r fformiwla empirig canlynol:

ν (CST) = 7,6 × ° E × (1-1 / ° E3)

Er enghraifft:

• 2 ° E = 7,6 × 2 × (1-1 / 23) = 15,2 × (0875) = 13,3 CST;
• 9 ° E = 7,6 × 9 × (1-1 / 93) = 68,4 × (0,9986) = 68,3 CST.

Er mwyn penderfynu ar y gludedd safon y fformiwla hydrolig gyflym y gall ei symleiddio olew fel a ganlyn:

ν (CST) = 7,6 × ° E (mm ² / s)

Mae cael gludedd kinematic ν mewn mm ² / s neu CST, gellir ei droi'n cyfernod viscosity deinamig μ, gan ddefnyddio'r berthynas ganlynol:

μ = ν × ρ

Enghraifft. Crynhoi graddau amrywiol cyfieithu fformiwlâu Engler (° E) centistokes (CST) a centipoises (CPS), yn cymryd yn ganiataol bod olew hydrolig gyda dwysedd ρ = 910 kg / m ³ Mae gludedd kinematic o 12 ° E, mewn unedau o centistokes:

ν = 7,6 × 12 × (1-1 / 123) = 91,2 × (0,99) = 90,3 mm ² / s.

Ers 1sSt = 10 ^-6 m ² / s ac 1BR = N × 10 ^-3 s / m ^2, yna bydd y gludedd deinamig fod yn hafal i:

μ = ν × ρ = 90.3 × 10 ^-6 · 910 = 0.082 × N s / m ² = 82 CPS.

Viscosity cyfernod y nwy

Mae'n cael ei bennu gan y cyfansoddiad (cemegol, mecanyddol) nwy i dymheredd a gwasgedd yn berthnasol yn y cyfrifiadau nwy-dynamig sy'n gysylltiedig â symudiad nwy. Yn ymarferol, mae'r gludedd y nwy yn cael ei gymryd i ystyriaeth wrth ddatblygu'r cynllun meysydd nwy, lle y cyfrifiad ei gynnal newidiadau cyfernod yn dibynnu ar y newidiadau gyfansoddiad nwy (yn enwedig o bwysig ar gyfer adneuon cyddwysiad nwy), tymheredd a gwasgedd.

Rydym yn cyfrifo cyfernod gludedd o aer. Bydd y prosesau yn debyg i'r rhai a ddisgrifir uchod y ddau llif dŵr. Tybiwch gyfochrog symud ffrydiau U1 a U2 dau nwy, ond ar gyfraddau gwahanol. Rhwng yr haenau o darfudiad yn digwydd moleciwlau (dreiddiad). O ganlyniad, bydd momentwm llif aer yn gyflymach symud yn gostwng ac ar y dechrau symud yn araf - cyflymu.

Y cyfernod gludedd yr awyr, yn ôl y gyfraith Newton, a fynegwyd gan y fformiwla ganlynol:

F = × -h (Du / DZ) × S

yma:

• Du / DZ yw'r graddiant cyflymder;
• S - ardal grym effaith;
• Ffactor h - y gludedd deinamig.

mynegai gludedd

Mynegai gludedd (VI) - paramedr cydberthynol y newid mewn gludedd a thymheredd. Mae'r gydberthynas yn berthynas dibyniaeth ystadegol, yn yr achos hwn y ddau werth lle mae'r tymheredd yn newid yn cyd-fynd amrywiad systematig o gludedd. Po uchaf y mynegai gludedd, y lleiaf y newid rhwng y ddau werth, hy y gludedd yr hylif sy'n gweithio yn fwy sefydlog gyda thymheredd.

Mae gludedd yr olew

Ar sylfeini'r mynegai viscosity olew modern o lai na 95-100 uned. Felly, mewn peiriannau ac offer hydrolig gellir defnyddio hylifau sefydlog yn ddigonol sy'n cyfyngu ar amrywiaeth eang yn viscosity o dan amodau tymheredd critigol.

Gall "Ffafriol" cyfernod gludedd yn cael ei gynnal drwy gyflwyno ychwanegion olew arbennig (polymerau) a gafwyd gan y ddistyllu o petrolewm. Maent yn cynyddu olew mynegai gludedd drwy gyfyngu newidiadau yn nodweddion yr ystod a ganiateir. Yn ymarferol cyflwyno swm angenrheidiol o ychwanegion gall y mynegai viscosity olew sylfaen isel yn cael ei godi i 100-105 o unedau. Fodd bynnag, mae cymysgedd felly gafwyd oedd yn amharu ar ei eiddo o dan bwysau uchel a llwyth gwres, a thrwy hynny leihau effeithiolrwydd y ychwanegyn.

Mewn grym, rhaid cylchedau gael eu defnyddio hylifau hydrolig pwerus â mynegai viscosity o 100 o unedau. Hylifau sy'n cynnwys ychwanegion sy'n cynyddu'r mynegai gludedd, yn cael eu defnyddio mewn cylchedau rheoli hydrolig a systemau eraill sy'n gweithredu yn yr ystod o gwasgedd isel / canolig, mewn cyfyng newidiadau amrediad tymheredd gyda gollwng bach a batchwise. Gan fod y pwysau yn cynyddu a'r gludedd cynyddu, ond mae'r broses yn digwydd ar bwysau uwch na 30.0 ACM (300 bar). Yn ymarferol, y ffactor hwn yn aml hesgeuluso.

Mesur a mynegeio

Yn unol â'r safonau ISO rhyngwladol, mae'r gludedd dŵr (a hylifau eraill) yn cael ei fynegi mewn centistokes: CST (mm ² / s). Dylai mesuriadau o olewau proses gludedd yn cael ei berfformio ar dymheredd rhwng 0 ° C, 40 ° C a 100 ° C. Mewn unrhyw achos, yn y cod marc viscosity olew dylid nodi ar rhifolyn 40 ° C. Away gludedd yn cael ei roi ar 50 ° C. Marks, a ddefnyddir yn fwyaf aml mewn hydroleg peirianneg, yn amrywio o ISO VG 22 i ISO VG 68.

VG olew hydrolig 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100 ar dymheredd o 40 ° C yn cael viscosities cyfateb â'u labelu: 22, 32, 46, 68 a 100 CST. Mae gludedd kinematic gorau posibl o'r hylif sy'n gweithio mewn systemau hydrolig yn gorwedd yn yr ystod o 16-36 CST.

American Society y Peirianwyr Modurol (Cymdeithas y Peirianwyr Modurol - amlen barod) wedi sefydlu ystod o viscosities ar dymheredd penodol a chodau priodol neilltuo iddynt. Mae'r rhif yn dilyn y llythyr W, - sef μ cyfernod gludedd deinamig absoliwt ar 0 ° F (-17.7 ° C), a ν gludedd kinematic bennu ar 212 ° F (100 ° C). Mae'r mynegeio sylw olewau multigrade ddefnyddir yn y diwydiant modurol (trosglwyddo, modur, ac yn y blaen. D.).

Effaith gludedd ar waith hydrolig

Nid yw Penderfyniad y gludedd yr hylif yn ddiddordeb gwyddonol ac addysgol yn unig, ond hefyd yn cynnwys arwyddocâd ymarferol pwysig. Mae'r hylifau hydrolig, nid yn unig yn trosglwyddo ynni o'r pwmp i'r modur hydrolig, ond hefyd i iro'r pob rhan a chydrannau yn cael ei dynnu oddi ar y gwres a gynhyrchir parau ffrithiant. Nid yw'n cyd-fynd â'r gwaith y gludedd hylif sy'n gweithio yn gallu tarfu'n ddifrifol ar effeithiolrwydd y hydroleg.

Mae gludedd uchel y hylif gwaith (olew dwysedd uchel iawn) yn arwain at effeithiau negyddol canlynol:

• Mae'r gwrthiant llif cynyddol o hylif hydrolig yn achosi gostyngiad pwysau gormodol yn y system hydrolig.
• Arafu rheoli cyflymder a chynigion mecanyddol y actuators.
• Datblygu cavitation pwmp.
• Sero neu isel iawn ryddhau aer o'r tanc olew hydrolig.
• Mae colled amlwg o bŵer (lleihau effeithlonrwydd) o hydroleg oherwydd y gost uchel o ynni ar gyfer goresgyn y ffrithiant mewnol yr hylif.
• Mwy o torque o'r dylanwad mwyaf y peiriant a achosir gan gynyddu llwyth ar y pwmp.
• Mae'r cynnydd tymheredd yr hylif hydrolig a gynhyrchir gan gynyddu ffrithiant.

Felly, yr ystyr ffisegol y cyfernod gludedd yn ei effaith (cadarnhaol neu negyddol) ar y cydrannau a mecanweithiau ar gyfer cerbydau, peiriannau ac offer.

Colli pŵer hydrolig

Mae gludedd isel yr hylif yn gweithio (olew dwysedd isel) yn achosi effeithiau negyddol canlynol:

• Syrthio effeithlonrwydd gyfeintiol y pympiau yn sgil cynyddu gollyngiadau mewnol.
• Mae'r cynnydd yn y gollyngiadau mewnol o gydrannau hydrolig yn y system hydrolig gyfan - pympiau, falfiau, falf, moduron hydrolig.
• Mwy gwisgo unedau pwmpio ac pympiau jamio oherwydd diffyg viscosity hylif hydrolig sy'n angenrheidiol ar gyfer iro rhannau rhwbio.

compressibility

Unrhyw hylif o dan bwysau ei gywasgu. O ran olew, oeryddion ac ireidiau a ddefnyddir mewn hydroleg peirianneg fecanyddol, empirig canfu bod y broses cywasgu cyfrannedd gwrthdro i'r màs hylif ar ei gyfaint. Mae faint o aelodau cywasgu i olewau mwynol yn sylweddol is ar gyfer dŵr ac yn llawer is ar gyfer yr hylifau synthetig.

Yn bwysedd isel hydrolig compressibility hylif effaith ddibwys syml ar leihau faint gwreiddiol. Ond mae peiriannau pwerus gyda pwysedd uchel silindrau hydrolig gyrru a mawr, mae'r broses hon yn amlygu ei hun yn amlwg. Yn hydrolig olew mwynol ar bwysedd o 10.0 ACM (100 bar), y cyfaint yn gostwng 0.7%. Yn yr achos hwn, bydd newid yn y gyfrol cywasgu i raddau bach yn dylanwadu ar y gludedd kinematic a'r math o olew.

casgliad

Penderfynu gludedd yn caniatáu i ragweld gweithrediad y cyfarpar a pheiriannau dan amodau amrywiol, gan gymryd i ystyriaeth newidiadau mewn hylif neu nwy cyfansoddiad, pwysau, tymheredd. Hefyd, rheolaeth ar y dangosyddion sy'n berthnasol i'r diwydiant olew a nwy, cyfleustodau a diwydiannau eraill.