Связь кинематической и динамической вязкости: Кинематическая / динамическая вязкость — определение, примеры

Содержание

Перевод кинематической вязкости в динамическую через онлайн калькулятор!

Воспользуйтесь удобным конвертером перевода кинематической вязкости в динамическую онлайн. Поскольку соотношение кинематической и динамической вязкости зависит от плотности, то необходимо ее также указывать при расчете в калькуляторах ниже.

Плотность и вязкость следует указывать при одинаковой температуре.

Если задать плотность при температуре отличной от температуры вязкости повлечет некоторую ошибку, степень которой будет зависеть от влияния температуры на изменение плотности для данного вещества.

Калькулятор перевода кинематической вязкости в динамическую

Конвертер позволяет перевести вязкость с размерностью в сантистоксах [сСт] в сантипуазы [сП]. Обратите внимание, что численные значения величин с размерностями [мм2/с] и [сСт] для кинематической вязкости и [сП] и [мПа*с] для динамической – равны между собой и не требуют дополнительного перевода. Для других размерностей – воспользуйтесь таблицами ниже.

Данный калькулятор выполняет обратное действие предыдущему.

Если вы используете условную вязкость ее необходимо перевести в кинематическую. Для этого воспользуйтесь калькулятором перевода условной вязкости в кинематическую.

Таблицы перевода размерностей вязкости

В случае, если размерность Вашей величины не совпадает с используемой в калькуляторе, воспользуйтесь таблицами перевода.

Выберете размерность в левом столбце и умножьте свою величину на множитель, находящийся в ячейке на пересечении с размерностью в верхней строчке.

Табл. 1. Перевод размерностей кинематической вязкости ν

Табл. 2. Перевод размерностей динамической вязкости μ

Связь динамической и кинематической вязкости

Вязкость жидкости определяет способность жидкости сопротивляться сдвигу при ее движении, а точнее сдвигу слоев относительно друг друга. Поэтому на производствах, где требуется перекачка различных сред, важно точно знать вязкость перекачиваемого продукта и правильно подбирать насосное оборудование.

В технике встречаются два вида вязкости.

  1. Кинематическая вязкость чаще используется в паспорте с характеристиками жидкости.
  2. Динамическая используется в инженерных расчетах оборудования, научно-исследовательских работах и т.д.

 

Перевод кинематической вязкости в динамическую производят с помощью формулы, указанной ниже, через плотность при заданной температуре:

Где:

v – кинематическая вязкость,

n – динамическая вязкость,

p – плотность.

Таким образом, зная ту или иную вязкость и плотность жидкости можно выполнить пересчет одного вида вязкости в другой по указанной формуле или через конвертер выше.

Измерение вязкости

Понятия для этих двух типов вязкости присуще только жидкостям в связи с особенностями способов измерения.

Измерение кинематической вязкости используют метод истечения жидкости через капилляр (например используя прибор Уббелоде). Измерение динамической вязкости происходит через измерение сопротивление движения тела в жидкости (например сопротивление вращению погруженного в жидкость цилиндра).

От чего зависит значение величины вязкости?

Вязкость жидкости зависит в значительной мере от температуры. С увеличением температуры вещество становится более текучим, то есть менее вязким. Причем изменение вязкости, как правило, происходит достаточно резко, то есть нелинейно.

Поскольку расстояние между молекулами жидкого вещества намного меньше, чем у газов, у жидкостей уменьшается внутреннее взаимодействие молекул из-за снижения межмолекулярных связей.

Форма молекул и их размер, а также взаимоположение и взаимодействие могут определять вязкость жидкости. Также влияет их химическая структура.

Например, для органических соединений вязкость возрастает при наличии полярных циклов и групп.

Для насыщенных углеводородов – рост происходит при “утяжелении” молекулы вещества.

Коэффициент вязкости динамический, кинематический — Справочник химика 21





    Кинематический коэффициент вязкости V связан с динамическим коэффициентом вязкости Ц соотношением  [c.360]







    Динамический и кинематический коэффициенты вязкости некоторых газов приводятся в таблице 1.15а и 1.16 соответственно. [c.16]

    Для количественной оценки вязкости служит динамический коэффициент вязкости. Он обозначается буквой j, и имеет размерность п-с/м . В гидравлике вязкость жидкости чаще характеризуется кинематическим коэффициентом вязкости v, который равен отношению динамического коэффициента вязкости жидкости к ее плотности  [c.7]

    Кинематический коэффициент вязкости л связан с динамическим коэффициентом вязкости н соотношением  [c.360]

    Вязкость нефтепродуктов имеет большое практическое значение. От вязкости масла зависит ряд эксплуатационных свойств износ трущихся деталей, отвод тепла от них и расход масла. С повышением температуры вязкость уменьшается и сильно возрастает при ее понижении. и изменения численно характеризуются индексом вязкости, представляющим собой температурный коэффициент вязкости. По индексу вязкости оценивают пригодность масел для данных условий работы механизмов. Для определения индекса вязкости сопоставляют вязкость масла при различных температурах, обычно при 50 и 100°. Чем меньше вязкость зависит от температуры, тем выше индекс. Различают три вида вязкости динамическую, кинематическую и относительную. [c.158]

    НОМОГРАММА ДЛЯ ПЕРЕСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ В КИНЕМАТИЧЕСКИЙ [c.79]

    Динамический коэффициент вязкости (Л часто называют просто вязкостью. Наряду с динамическим иногда применяется кинематический коэффициент вязкости V, м /с  [c.30]

    Приведенный выше коэффициент вязкости в технологической практике характеризует динамическую вязкость. Но кроме нее используют еще и другую характеристику, учитывающую помимо внутреннего сопротивления и плотность рассматриваемого материала. Эта единица называется кинематической вязкостью] она связана с динамической вязкостью соотношением = г)/р(м2/с) (1-29) [c.34]

    В теории вязкости растворов электролитов часто используют кинематический коэффициент текучести 1/у, измеряемый в сек/см и связанный с динамическим коэффициентом вязкости соотноще-ний 1 = й/ 1 ((1 — плотность жидкости, г/сж ). [c.35]

    В технической литературе динамический коэффициент вязкости часто называют динамической вязкостью или просто вязкостью, а кинематический коэффициент вязкости — кинематической вязкостью. [c.20]

    Динамический коэффициент вязкости может быть пересчитан в кинематический по номограмме (рис. 4.7). [c.39]

    Наряду с динамическим коэффициентом вязкости л применяют еще так называемый кинематический коэффициент вязкости [c.12]

    Решение. Вычислим критерий динамического подобия — число Re для рабочего сопла по формуле (1.1) при двух значениях температуры рабочей жидкости Тр = 20 С и Тр = 60 С. Примем в соответствии с примером 4 о = = 0,011 м Дрр = Рр — Рн = 0.55 МПа = 0,55-10 Па р ж 1000 кг/м . Кинематический коэффициент вязкости v для воды составляет 1 10 м/с (Тр = 20 °С) и 0,35-10- м/с (Тр = 60 °С). [c.248]

    Помимо динамического коэффициента вязкости широко используется кинематический коэффициент вязкости V, определяемый выражением [c.55]

    Кроме динамического коэффициента вязкости ц, в гидравлике и аэромеханике часто применяется кинематический коэффициент вязкости V, связанный с ц соотношением [c.14]

    Кинематический коэффициент вязкости показывает отношение динамического коэффициента вязкости к плотности, обозначается буквой V = г г. [c.58]

    Вязкость, оцениваемая либо динамическим т, либо кинематическим п коэффициентами вязкости  [c.638]

    Наряду с динамическим коэффициентом вязкости х применяется кинематический коэффициент вязкости V (называемый также кинематической вязкостью )  [c.223]

    Значения динамического и и кинематического V коэффициентов вязкости воды [6] [c.286]

    Через точки заданных значений динамического коэффициента вязкости и плотности провести взаимно перпендикулярные прямые. Из полученной точки а пересечения провести прямую, параллельную наклонным линиям, до пересечения со шкалой кинематического коэффициента вязкости. Точка пересечения дает искомое значение. [c.38]

    Глава III посвящена термодинамическим и термическим свойствам элементов. В таблицах температур кипения и давления пара элементов при температурах плавления представлены в основном расчетные данные, полученные из экспериментальных уравнений температурной зависимости давления пара, В таблице коэффициентов термического расширения приводятся средние значения коэффициентов для указанных температурных интервалов. Следует отметить, что перевод динамической вязкости в кинематическую и наоборот в большинстве случаев был невозможен из-за отсутствия данных о плотности жидких элементов. В таблицах диффузионных характеристик наряду с параметрами диффузии указаны также использованные в оригинальных работах методы их определения. [c.7]

    Наряду с динамическим коэффициентом вязкости широко используется кинематический коэффициент вязкости (у), который представляет собой отношение динамического коэффициента вязкости к плотности газа или жидкости  [c.11]

    Кинематические и динамические коэффициенты вязкости а-окисей олефинов Сд— [c.32]

    Вязкость (внутрепнее трение) — свойство жидкостей (и газов) оказывать сопротивление при перемещении одной части жидкости относительно другой. Это свойство характеризуется коэффициентом вязкости. Величина, обратная вязкости, называется текучестью. Различают три вида вязкости динамическую, кинематическую и относительную (удельную). [c.119]

    Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную, Динамическая вязкость, или коэффициент внутреннего трения, выражает собой силу, затрачиваемую иа перемещение двух параллельных слоев жидкости площадью 1 сл , отстоящих друг от друга на расстоя1[ии 1 см и скользящих со скоростью [c.428]

    Следует различать динамическую и кинематическую вязкость. Динамическая вязкость полезна при рассмотрении абсолютных сил между слоями жидкости, а кинематическая вязкость — при исследовании движения вязких жидкостей. По [9] динамической вязкостью (или коэффициентом внутреннего трения) называется сила сопротивления двух слоев площадью 1 см , находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся относительно друг друга со скоростью 1 см/сек. Единицей динамической вязкости является пуаз (сокращенно и), представляющий собой вязкость жидкости, оказывающей взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 см , находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся отрюсительно друг друга со скоростью 1 см/сек, сопротивление силой в 1 дн. Сотая часть пуаза называется сантинуазом (сокращенно сп). Динамическая вязкость при температуре г обозначается знаком г][. [c.101]

    Размерность кинематической вязкости — квадратный метр в секунду. В таблицах физических нараметров в П ри-ложешш даются значения коэффициентов вязкости для некоторых жидкостей и газов. Так как значения коэффициентов динамической вязкости в некоторых справочниках даются в абсолютной системе, а именно в пуазах (1 пуаз— 1 г/см-сек), то часто при использовании табличных данных 1нместе с величинами в технической системе мер допускаются ошибки. Этих ошибок можно избежать, если при расчетах пр именять кинематическую вязкость, которая в обеих системах мер имеет одинаковую размерность. По этой причине кинематическая вязкость приводится в таблицах приложения. [c.160]

    На каплю, помещенную в поле однородной и изотропной турбулентности, действуют следующие силы со стороны внешней жидкости динамический напор Q = kfPeU /2, где — коэффициент, имеющий порядок 0,5 — плотность внешней жидкости и скорость внешней жидкости относительно капли сила вязкого трения F — где — коэффициент вязкости внешней жидкости У= (4ео/ 15лл г) «2 — средняя скорость сдвига о — удельная диссипация энергии Vs = Це/Ре коэффициент кинематической вязкости. Кроме того, на поверхность капли действует сила поверхностного натяжения = IZ/R, где S — коэффициент поверхностного натяжения R — радиус капли. В зависимости от того, какая из внешних сил, действующих на поверхность капли, доминирует, возможны два механизма дробления капли. [c.275]

    Для описания ТФС /плотность, энтальпия, изобарная теплоемкость, кинематическая вязкость, динамическая вязкость, теплопроводность/ потребовалось 42 аппроксимируюпщх уравнения, содержащие в целом 432 коэффициента. Отклонения аппроксимирующих зависимостей от данных базовой системы составл газт от 0,1 до 3 в зависимости от свойства, компонентного состава, области параметров состояния. Библиотека локального расчета практически не искажает данных базовой. системы АШСТА. [c.15]


Динамический коэффициент вязкости

Вязкостью 
называется  способность жидкости
сопротивляться относительному перемещению
ее частиц при воздействии внешних сил,
т.е. наличие вязкости обуславливает
возникновение сил внутреннего трения
в движущейся жидкости.

Вязкость
характеризуется динамическим μ или
кинематическим коэффициентами
вязкости υ,
связанными между собой соотношением:

Механизм
внутреннего трения в жидкостях и газах
заключается в том, что хаотически
движущиеся молекулы переносят импульс
из одного слоя в другой, что приводит к
выравниванию скоростей — это
описывается введением силы трения.
Вязкость твёрдых тел обладает рядом
специфических особенностей и
рассматривается обычно отдельно.

Различают
динамическую вязкость (единицы измерения:
Па·с = 10 пуаз)
и кинематическую вязкость (единицы
измерения: стокс,
м²/с, внесистемная единица — градус
Энглера).
Кинематическая вязкость может быть
получена как отношение динамической
вязкости к плотности вещества и своим
происхождением обязана классическим
методам измерения вязкости, таким как
измерение времени вытекания заданного
объёма через калиброванное отверстие
под действием силы тяжести.

Переход
вещества из жидкого состояния в
стеклообразное обычно связывают с
достижением вязкости порядка 1011−1012 Па·с

Прибор
для измерения вязкости называется вискозиметром.

Сила
вязкого трения F пропорциональна скорости относительного
движения V тел, пропорциональна площади S
и обратно пропорциональна расстоянию
междуплоскостями h:

Коэффициент
пропорциональности, зависящий от сорта
жидкости или газа, называют коэффициентом
динамической вязкости
.

Качественно
существенное отличие сил вязкого трения
от сухого
трения,
кроме прочего, то, что тело при наличии
только вязкого трения и сколь угодно
малой внешней силы обязательно придет
в движение, то есть для вязкого трения
не существует трения
покоя, и
наоборот — под действием только
вязкого трения тело, вначале двигавшееся,
никогда (в рамках макроскопического
приближения, пренебрегающего броуновским
движением) полностью не остановится,
хотя движение и будет бесконечно
замедляться.

Влияние
температуры на вязкость газов

В
отличие от жидкостей, вязкость газов
увеличивается с увеличением температуры
(у жидкостей она уменьшается при
увеличении температуры).

Формула
Сазерленда может
быть использована для определения
вязкости идеального
газав зависимости от температуры:[1]

где:

  • μ =
    динамическая вязкость в (Па·с) при
    заданной температуре T,

  • μ0 =
    контрольная вязкость в (Па·с) при
    некоторой контрольной температуре T0,

  • T =
    заданная температура в Кельвинах,

  • T0 =
    контрольная температура в Кельвинах,

  • C =
    постоянная Сазерленда для того газа,
    вязкость которого требуется определить.

Эту
формулу можно применять для температур
в диапазоне 0 < T <
555 K и при давлениях менее 3,45 МПа с ошибкой
менее 10 %, обусловленной зависимостью
вязкости от давления.

Внутреннее
трение жидкостей,
как и газов, возникает при движении
жидкости вследствие переноса импульса
в направлении, перпендикулярном к
направлению движения. Справедлив общий
закон внутреннего трения — закон
Ньютона:

Коэффициент
вязкости (динамическая
вязкость) может быть получен на основе
соображений о движениях молекул.
Очевидно, что будет
тем меньше, чем меньше время t «оседлости»
молекул. Эти соображения приводят к
выражению для коэффициента вязкости,
называемому уравнением
Френкеля-Андраде:

Иная
формула, представляющая коэффициент
вязкости, была предложена Бачинским.
Как показано, коэффициент вязкости
определяется межмолекулярными силами,
зависящими от среднего расстояния между
молекулами; последнее определяется
молярным объёмом вещества .
Многочисленные эксперименты показали,
что между молярным объёмом и коэффициентом
вязкости существует соотношение

где
с и b — константы. Это эмпирическое
соотношение называется формулой Бачинского.

Динамическая
вязкость жидкостей уменьшается с
увеличением температуры, и растёт с
увеличением давления.

Кинематическая вязкость

В
технике, в частности, при расчёте гидроприводов и
в триботехнике,
часто приходится иметь дело с величиной

и
эта величина получила название
кинематической вязкости.
Здесь  — плотность жидкости;  —
динамическая вязкость (см. выше).

Кинематическая
вязкость в старых источниках часто
указана в сантистоксах (сСт). В СИ эта
величина переводится следующим образом:

1
сСт = 1мм21c
= 10−6 м2c

Пло́тность — скалярнаяфизическая
величина, определяемая как
отношениемассытела
к занимаемому этим
теломобъёмуилиплощади(поверхностная
плотность).
Более строгое определение плотности
требует уточнение формулировки:

  • Средняя
    плотность тела
     —
    отношение массы тела к его объёму. Для
    однородного тела она также называется
    просто плотностью
    тела
    .

  • Плотность
    вещества
     —
    это плотность тел, состоящих из этого
    вещества. Отсюда вытекает и короткая
    формулировка определения плотности
    вещества: плотность вещества — это
    масса его единичного объёма.

  • Плотность
    тела в точке
     —
    это предел отношения массы малой части
    тела (),
    содержащей эту точку, к объёму этой
    малой части (),
    когда этот объём стремится к нулю[1],
    или, записывая кратко, .
    При таком предельном переходе необходимо
    помнить, что на атомарном уровне любое
    тело неоднородно, поэтому необходимо
    остановиться на объёме, соответствующем
    используемойфизической
    модели.

Исходя
из определения плотности, её размерность
кг/м³ в системе СИи
в г/см³ в системеСГС.

Для
сыпучих и пористых тел различают:

  • истинную
    плотность, определяемую без учёта
    пустот;

  • удельную
    (кажущуюся) плотность, рассчитываемую
    как отношение массы вещества ко всему
    занимаемому им объёму.

Истинную
плотность из кажущейся получают с
помощью величины коэффициента пористости —
доли объёма пустот в занимаемом объёме.

Плотность
(плотность однородного тела или средняя
плотность неоднородного) находится по
формуле:

где m —
масса тела, V —
его объём; формула является просто
математической записью определения
термина «плотность», данного выше.

где М — молярная
массагаза,—молярный
объём(принормальных
условияхравен 22,4 л/моль).

Вязкость воды: таблицы при различных температурах

Кинематическая вязкость воды при различных температурах

Вода H2O представляет собой ньютоновскую жидкость и ее течение описывается законом вязкого трения Ньютона, в уравнении которого коэффициент пропорциональности называется коэффициентом вязкости, или просто вязкостью.

Вязкость воды зависит от температуры. Кинематическая вязкость воды равна 1,006·10-6 м2/с при температуре 20°С.

В таблице представлены значения кинематической вязкости воды в зависимости от температуры при атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Значения вязкости даны в интервале температуры от 0 до 300°С. При температуре воды свыше 100°С, ее кинематическая вязкость указана в таблице на линии насыщения.

Кинематическая вязкость воды изменяет свою величину при нагревании и охлаждении. По данным таблицы видно, что с ростом температуры воды ее кинематическая вязкость уменьшается. Если сравнить вязкость воды при различных температурах, например при 0 и 300°С, то очевидно ее уменьшение примерно в 14 раз. То есть вода при нагревании становится менее вязкой, а высокая вязкость воды достигается если воду максимально охладить.

Значения коэффициента кинематической вязкости при различных температурах необходимы для вычисления величины числа Рейнольдса, которое соответствует определенному режиму течения жидкости или газа.

Кинематическая вязкость воды — таблица (приведены значения вязкости, увеличенные в 106 раз)
t, °С 0 20 40 60 80 100 120 140
ν·106, м2 1,789 1,006 0,659 0,478 0,365 0,295 0,252 0,217
t, °С 160 180 200 220 240 260 280 300
ν·106, м2 0,191 0,173 0,158 0,148 0,141 0,135 0,131 0,128

Если сравнить вязкость воды с вязкостью других ньютоновских жидкостей, например с кровью, или с маслами, то вода будет иметь меньшую вязкость. Менее вязкими, по сравнению с водой, являются органические жидкости – ацетон, бензол и сжиженные газы, например такие, как жидкий азот.

Динамическая вязкость воды в зависимости от температуры

Кинематическая и динамическая вязкость связаны между собой через значение плотности. Если кинематическую вязкость умножить на плотность, то получим величину коэффициента динамической вязкости (или просто динамическую вязкость).

Динамическая вязкость воды при температуре 20°С равна 1004·10-6 Па·с. В таблице даны значения коэффициента динамической вязкости воды в зависимости от температуры при нормальном атмосферном давлении (760 мм.рт.ст.). Вязкость в таблице указана при температуре от 0 до 300°С.

Динамическая вязкость воды — таблица (даны значения вязкости, увеличенные в 106 раз)
t, °С 0 20 40 60 80 100 120 140
μ·106, Па·с 1788 1004 653,3 469,9 355,1 282,5 237,4 201,1
t, °С 160 180 200 220 240 260 280 300
μ·106, Па·с 173,6 153,0 136,4 124,6 114,8 105,9 98,1 91,2

Динамическая вязкость при нагревании воды уменьшается, вода становится менее вязкой и при достижении температуры кипения 100°С величина вязкости воды составляет всего 282,5·10-6 Па·с.

Источник:
Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.

В чем разница между динамической и кинематической вязкостью?

Вязкость жидкости является важным физическим свойством, которое влияет на поведение жидкости при ее течении. Высоковязкие жидкости более устойчивы к деформации от напряжения и текут менее легко, в то время как менее вязкие жидкости текут легче и менее устойчивы к нагрузкам. Два основных способа измерения вязкости выражаются в динамической и кинематической вязкости. Эти меры взаимосвязаны, но имеют разные применения.

Динамическая вязкость, также называемая абсолютной вязкостью, является наиболее часто используемым измерением. Он измеряет сопротивление жидкости течению — другими словами, внутреннее трение жидкости или то, насколько легко она может деформироваться при механическом воздействии при данной температуре и давлении. Техническое определение динамической вязкости — это отношение напряжения сдвига к градиенту скорости. Когда сила прикладывается перпендикулярно поверхности жидкости, она деформируется вбок или сдвигается. Легкость или сложность этой деформации — это динамическая вязкость, которую иногда называют просто вязкостью.

Кинематическая вязкость, напротив, измеряет сопротивление жидкости течению в присутствии силы тяжести. Эта мера получается путем взятия динамической вязкости жидкости и деления ее на плотность жидкости. Чем выше вязкость жидкости, тем менее легко она будет течь под действием силы тяжести и тем выше будет ее кинематическая вязкость.

Динамическая и кинематическая вязкость выражаются в разных единицах измерения. Единицами измерения динамической вязкости в Международной системе единиц (СИ) являются паскаль-секунды. Паскали — это измерение давления — в этом случае напряжение сдвига, приложенное к жидкости — в то время как секунды измеряют время, необходимое для деформации. Динамическая вязкость также может быть измерена с помощью единицы, называемой пуаз, другой меры, связывающей давление в зависимости от времени. Общая единица измерения кинематической вязкости — это Сток, или квадратные сантиметры в секунду, хотя иногда используется единица СИ квадратных метров в секунду.

Использование динамических и кинематических измерений вязкости имеет важное значение для различных реальных приложений. Например, важно составить краску с определенной динамической вязкостью, чтобы обеспечить ее смешивание и нанесение с правильной толщиной. Измерение кинематической вязкости чаще используется в тех случаях, когда жидкость должна протекать через трубу или смазочное оборудование, например, в автомобильном двигателе.

Такие продукты, как моторное масло, которые подвергаются воздействию различных физических условий, должны иметь определенную динамическую и кинематическую вязкость для правильного поведения. Вязкость жидкостей изменяется в зависимости от температуры и давления. Например, в холодную погоду масло густеет и становится более плотным, что приводит к снижению его текучести. В этой ситуации важно знать как динамическое, так и кинематическое соотношение вязкости, чтобы предсказать, как масло будет вести себя при различных температурах.




ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Моторное масло SW-30 — экспертиза четырех образцов — журнал За рулем

Пытку российским двигателем и российским топливом прошли четыре образца импортных масел вязкостью SAE 5W‑30 от ведущих производителей, занимающих львиную долю отечественного рынка. Исследуем, на какие приоритеты ориентируются производители моторных масел. А главное — как уживаются импортные моторные масла с отечественным бензином и как этот симбиоз сказывается на состоянии двигателя?

SONY DSC

Материалы по теме

Материалы по теме

Принято считать, что без маловязкого масла современный мотор станет кушать много бензина, а из выхлопной трубы будет дурно пахнуть. Но говорят, что для России всё должно быть другим, в том числе и масло.

Мы взяли три полностью синтетических импортных моторных масла с вязкостью SAE 5W‑30 от ведущих производителей, занимающих львиную долю отечественного рынка, — ExxonMobil, Shell и Castrol. К этой троице присовокупили не столь распространенное, но не менее известное масло Motul.

Как испытывали? На каждом из масел специально подготовленный стендовый двигатель крутился в заданных режимах сто двадцать часов, при этом сравнивались его характеристики на различных стадиях испытаний. Мотор — отечественный восьмиклапанник ВАЗ‑21114 с впрыском, с измененной программой управления и системой масляного охлаждения поршней.

Почему двигатель не иномарочный? Условия испытаний не позволяют. Методика требует до начала испытаний и после них вскрывать мотор, обмерять, дефектовать, фотографировать и взвешивать детали. А современные ненашенские моторы разборке-сборке не подлежат — коленчатый вал там снять нельзя. Точнее, снять можно, а вот ставить обратно уже запрещено.

7Y1A8936

Через фиксированное время мы отбирали — три раза — пробы масла для оценки темпа его старения. Отслеживали изменение физико-химических показателей масла, а также содержание в нем продуктов износа. А вскрытие мотора уточняло представление об отложениях и износе.

Чтобы отсеять сомнения насчет возможных подделок, свежие пробы масел мы отдали в лабораторию для определения базовых физико-химических показателей и сравнили их с указанными производителями. Если совпадают — стало быть, масла настоящие, не поддельные. Удивило другое: начальные параметры всех четырех масел практически одинаковые. Уж не из одной ли они бочки? Из разных! Это выяснилось после измерений динамической вязкости во всем диапазоне температур. Но сначала вспомним, какие вообще бывают вязкости.

table-01

Материалы по теме

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ, ДИНАМИЧЕСКАЯ И HTHS

Имеется прямая связь между вязкостью масла, потерями на трение и скоростью износа узла трения. В классической гидродинамике различают две характеристики вязкости — динамическую и кинематическую. Для мотора важна именно динамическая вязкость масла, поскольку она учитывает изменение плотности в зависимости от температуры. А кинематическая вязкость важна для масленщиков; она может быть точно определена капиллярным вискозиметром. Ранее параметры вязкости, предписанные классом SAE, ограничивали лишь возможный диапазон изменения кинематической вязкости масла при температуре 100 °C. Диапазон этот для масел SAE 30 составляет 9,3–12,6 сСт; для масел SAE 40 он шире12,6–16,3 сСт.

Сейчас классификация по SAE дополнена ограничениями по динамической вязкости при 150 °C. Это так называемая высокотемпературная вязкость HTHS (High-Temperature, High- Shear).

Прежде считалось, что для подбора масла достаточно классификации по SAE, а потом выяснилось, что ее мало. Масла из одной группы при рабочих температурах могут различаться по вязкости на десятки процентов, а это существенно для работы мотора. Потому и ввели дополнительное ограничение.

table-02

Динамика изменения кинематической вязкости в процессе испытаний отражает темп старения масла. Это один из основных браковочных параметров масла.

Динамика изменения кинематической вязкости в процессе испытаний отражает темп старения масла. Это один из основных браковочных параметров масла.

Производители современных масел ориентируются на противоположные приоритеты. Так, фирма Shell заявляет о малой вязкости масла Helix Ultra, которая предопределяет низкие потери на трение. А компания Motul специально разработала масло 8100 X‑сlean FE, у которого заявлено высокое значение HTHS. Кто же прав?

Для полноты картины пройдем по всем температурам — от зимнего холодного пуска до вполне рабочих режимов, как у полностью прогретого мотора. Наивысшие значения высокотемпературной вязкости HTHS при первой пробе — у масла Motul 8100 X‑сlean FE, как и было обещано производителем: 3,2 мПа·с против 2,7 мПа·с у Mobil. Разбег — почти под 20%! Значит, это масло снизит на 20% нагрузку на подшипник — либо позволит увеличить давление на подшипник на те же 20% без ухудшения условий его работы. Плата за это — самые высокие значения динамической вязкости при отрицательных температурах: 8330 мПа·с у масла Motul против 6220 мПа·с у масла Mobil. Значит, в арктиках и антарктиках запустить мотор с маслом Motul будет сложнее.

table-03

Содержание продуктов износа в образце масла, отобранном после цикла испытаний, хорошо иллюстрирует защитные свойства масла.

Содержание продуктов износа в образце масла, отобранном после цикла испытаний, хорошо иллюстрирует защитные свойства масла.

Впрочем, интереснее проследить динамику изменения этого параметра в течение всего срока проведения испытаний. Масла Mobil 1 ESP Formula и Motul 8100 X‑clean FE за 120 часов пытки российским двигателем и российским же (не самым лучшим, как все говорят) топливом изменили свои параметры несильно и вполне предсказуемо. В ходе испытаний динамическая вязкость во всем диапазоне температур увеличилась лишь на 3–5%.

А вот масла Castrol Edge FST и Shell Helix Ultra изменили свою вязкость на 21–28%! Причем рост вязкости у масла Castrol начался практически сразу — такая динамика нехарактерна для обычного поведения масла. А масло Shell до середины испытаний держалось молодцом, но сдалось во второй половине цикла. В итоге к концу испытаний то преимущество, которое было у этих масел перед маслом Motul по вязкости при отрицательных температурах, полностью растаяло. Тем, кто планирует использовать эти масла в суровых северных условиях, есть о чем задуматься.

Еще более выразительную картину, отражающую темпы старения масел, дает анализ динамики изменения кинематической вязкости при 100 °C.

table-04

Материалы по теме

Материалы по теме

И снова: у масла Motul вязкость практически не изменяется. У масла Mobil изменение вязкости более заметно, причем к концу срока испытаний она вышла на пороговое значение. А вот Castrol выдал очень существенное увеличение вязкости при 100 °C, далеко выскочив за допустимые пределы. Самое интересное, что вязкость при 40 °C к концу испытаний стала уменьшаться — это можно увидеть из данных в итоговой таблице. Индекс вязкости улетел аж за 210!

Индекс вязкости — это важный параметр моторного масла, который характеризует темп изменения вязкости при росте температуры. Чем он выше, тем меньше разница между вязкостями при высокой температуре и при низкой. Для полных синтетик он обычно лежит в диапазоне 160–180.

И еще одна странность масла Castrol. Обычно щелочное число постепенно снижается: срабатывается комплекс моющих присадок. А тут наоборот — рост!

Возможно, из отложений, формируемых в двигателе, в масло возвращается кальций или другой элемент, на который и реагирует прибор. Кстати, для остальных трех масел тот же метод дал ожидаемый результат.

table-05

Энергосбережение масел мы оценивали дважды, сопоставив расход топлива в режимах нашего цикла как со свежим маслом, так и с отработавшим 120 моточасов. Эти результаты также сведены в таблицах.

Здесь вновь уместно вернуться в разговору об HTHS. Масло с самым высоким значением HTHS — Motul 8100 X‑clean FE — и здесь показало лучший результат. Впрочем, все испытанные масла, судя по результатам, вполне могут быть отнесены к энергосберегающим. Но те, у которых темп роста вязкости ниже, в наименьшей степени изменили расход топлива и мощность мотора после цикла длительных испытаний. Наиболее наглядно влияние высокотемпературной вязкости проявилось при анализе защитных функций масла. Анализ содержания продуктов износа в пробах масел, отобранных на итоговой стадии испытаний, четко выявляет безоговорочное лидерство масла с высоким HTHS. Это Motul 8100 X‑clean FE. Вполне объяснимо: выше вязкость — больше толщина разделяющего слоя и меньше износ деталей двигателя.

Вскрытие мотора после циклов испытаний показало примерно одинаковый итоговый уровень высоко- и низкотемпературных отложений, при этом более стабильные масла дали чуть лучший результат. Но в целом все масла по этим параметрам показали высокий результат, характерный для высококачественных синтетик.

table-06

Высокотемпературные отложения на боковых поверхностях поршней, оставленные современными синтетическими маслами, не должны выходить за 1,5 балла шкалы ПЗВ. И не вышли. Шкала ПЗВ — это шкала экспертных оценок уровня отложений: абсолютно чистый поршень — 0 баллов, черный и грязный — 6 баллов.

Высокотемпературные отложения на боковых поверхностях поршней, оставленные современными синтетическими маслами, не должны выходить за 1,5 балла шкалы ПЗВ. И не вышли. Шкала ПЗВ — это шкала экспертных оценок уровня отложений: абсолютно чистый поршень — 0 баллов, черный и грязный — 6 баллов.

Высокотемпературные отложения на боковых поверхностях поршней, оставленные современными синтетическими маслами, не должны выходить за 1,5 балла шкалы ПЗВ. И не вышли. Шкала ПЗВ — это шкала экспертных оценок уровня отложений: абсолютно чистый поршень — 0 баллов, черный и грязный — 6 баллов.

Материалы по теме

НЕ ДЛЯ РОССИИ?

Почему масла по-разному проявили себя в ходе испытаний? Два из них — Motul 8100 X‑сlean FE и Mobil 1 ESP Formula — отработали без замечаний, а два других показали не столь оптимистичный результат. Сам характер старения масла, когда вязкость начинает гулять, а другие параметры в целом остаются в норме, чаще всего свидетельствует о том, что полимерные загустители масла, входящие в использованный пакет присадок, с чем-то конфликтуют.

Затевая эту экспертизу, мы хотели продолжить поднятую нами три года назад тему «масляной чумы» — непредсказуемого разложения масла, при котором образуется черный гудрон в каналах системы смазывания, масляном поддоне, клапанном механизме. Эта болезнь убила не одну сотню моторов. И масленщики в качестве одного из возможных виновников этой беды называли российский бензин. Тогда мы нашли и другие причины «чумы», причем подтвержденные экспериментом. Но надо было проверить и версию о влиянии плохого бензина.

Решение нашлось после нашей экспертизы дешевых 95‑х бензинов (ЗР, 2015, № 5), в ходе которой выяснилось, что большинство из них содержит запрещенный метанол. Именно такой бензин мы и использовали для наших испытаний

table-07

Испытанные синтетики дали сравнительно тонкие слои (в целом — близкой толщины) низкотемпературных отложений.

Испытанные синтетики дали сравнительно тонкие слои (в целом — близкой толщины) низкотемпературных отложений.

Таким образом, наши исследования подтвердили, что плохой бензин реально способен испортить масло, а вместе с ним и мотор. Да, но ведь масла Motul 8100 X‑сlean FE и Mobil 1 ESP Formula, работая на таком же бензине, никаких претензий к нему не высказали! Значит, пакет присадок можно скорректировать таким образом, чтобы и в наших условиях масло работало нормально. Другое дело, что не всем это удается.

А пока повторяем: широким кругом объезжайте непроверенные АЗС! Что касается выбора моторного масла, то мы советуем отдавать предпочтение продуктам с более высоким значением HTHS.

Целее будут мотор, нервы и кошелек!

Как оценивали

01_MASLO

Полученные нами результаты носят относительный характер, применимый только к сопоставлению четырех испытанных синтетик. При сравнении моторных характеристик двигателя в тест включали еще одно масло — относительно простую анонимную полусинтетику того же класса вязкости, взятую как базу для сравнения. Стендовые испытания полностью исключают неопределенность, неизбежную при проверке на реальном моторе в обычных условиях эксплуатации. В последнем случае многое зависит от режимов работы двигателя, его технического состояния, стиля вождения, качества топлива, погоды за бортом и ряда случайных факторов.

SONY DSC

Примененная методика позволяет оценить сравнительное качество моторного масла по признакам, которые обычно учитываются при их допуске к применению различными автопроизводителями. Перечислим эти признаки.

Энергосбережение определяется по изменению среднего удельного расхода топлива при работе на испытывающемся масле по сопоставлению с базовым.

Защита от износа определяется по изменению массы контрольных деталей (вкладыши подшипников коленчатого вала и поршневые кольца), изменению размера деталей, содержанию продуктов износа в пробе моторного масла, отобранной после испытаний.

02_MASLO

Материалы по теме

Материалы по теме

Склонность к образованию высокотемпературных отложений определяется визуальной оценкой уровня загрязненности боковых поверхностей поршней. Склонность к образованию низкотемпературных отложений определяется по изменению массы контрольных весовых элементов — деталей двигателя, устанавливаемых в клапанной крышке (сетка маслоотделителя) и в масляном поддоне (приемный грибок масляного фильтра).

Экологические показатели определяются по изменению токсичности отработавших газов при работе двигателя по стандартному циклу испытаний на испытывающемся масле по сравнению с базовым.

Кроме того, оценивали сравнительный темп старения моторного масла и его влияние на показатели двигателя. Ресурсные показатели масла характеризовались динамикой изменения его вязкости, щелочного и кислотного чисел, изменением диспергирующей способности.

В качестве браковочных параметров, на основании которых производилась оценка сохранения работоспособности масла, применяли границы вязкости, определяемые его классом по SAE. Для масла класса SAE 5W‑30: кинематическая вязкость, замеренная при температуре 100 °C, должна быть в диапазоне 9,3–12,6 сСт. Кроме того, масло выбраковывали в том случае, если на каком-то этапе испытаний его щелочное число падало более чем на 50% от начального значения.

Высокотемпературная вязкость масла

table-08

В современных двигателях температура масла в рабочей зоне может доходить до 180–200 °C, особенно в паре трения поршневое кольцо — цилиндр двигателя. Вязкость масел даже одной группы по SAE при таких температурах может существенно различаться. Так, ранее проведенные нами экспертизы показали, что для масел группы «сороковок» при 150 °C кинематическая вяз‑ кость может меняться в диапазоне 5,4–6,8 сСт, то есть разбег достигает 25%! Для «тридцаток» относительная разница может быть еще больше.

Материалы по теме

Материалы по теме

Именно поэтому в редакциях правил SAE J300 начиная с 2001 года появилось понятие высокотемпературной вязкости HTHS. Это динамическая вязкость масла, определяемая на ротационном вискозиметре при фиксированных условиях — при скорости сдвига 106 1/с.

У производителей современных масел одинаковая цель — оптимизация работы двигателя, но для ее достижения они выбирают взаимоисключающие способы. Так, например, в описании масла Shell Helix Ultra говорится, что благодаря малой вязкости оно снижает потери на трение. А фирма Motul специально разработала масло 8100 X‑clean FE с высоким значением HTHS.

Кто же прав? Обратимся к теории. Любая пара трения в двигателе — это своеобразный подшипник: цилиндрический, если это подшипник коленчатого вала, или плоский (ползун), если это, допустим, пара трения поршневое кольцо — цилиндр. Так вот, одним из важнейших показателей качества работы подшипника является коэффициент нагруженности. Он определяется как отношение средней нагрузки на подшипник к рабочей вязкости масла, умноженной на скорость сдвига, и всё это умножается на квадрат отношения величины рабочего зазора к диаметру подшипника. Значение коэффициента нагруженности должно лежать в определенных пределах. Превышение влечет за собой резкое увеличение скорости износа и потерь на трение, но и слишком низкий коэффициент нагруженности приводит к росту потерь на трение.

Нагрузка и скорость в подшипнике — параметры режимные, их не трогаем. Если уменьшаем HTHS, то автоматически увеличиваем нагруженность подшипника. И компенсировать это можем только величиной рабочего зазора — его надо уменьшать. Но и тут есть свой лимит! Значит, для каждого мотора, с его особенностями конструкции и режимов работы, есть своя оптимальная высокотемпературная вязкость HTHS.

Более того, даже в случае одного мотора для каждого из режимов его работы будет своя оптимальная HTHS. И закон простой — чем выше нагрузка, тем выше должна быть вязкость.

А что говорят правила SAE J300? В них оговорена лишь зависимость от класса вязкости. Для «двадцаток» — не менее 2,6 мПа·с, для «тридцаток» и части «сороковок» — не менее 2,9 мПа·с, для остальных — не менее 3,7 мПа·с. Заметьте — не менее! А потому, в свете современных тенденций создания моторов, позиция бренда Motul нам все-таки ближе. Результаты проведенных испытаний укрепляют нас в этом мнении.

Редакция благодарит сотрудников лаборатории фирмы ВМПАВТО и лично ее директора В.Н. Кузьмина за техническую помощь в подготовке материала.

Вязкость. Таблицы значений абсолютной вязкости. Пояснения.

Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Вязкость, Число Рейнольдса (Re). Гидравлический диаметр. Ламинарный и турбулентный потоки.  / / Вязкость. Таблицы значений абсолютной вязкости. Пояснения.

Вязкость. Таблицы значений вязкости. Пояснения. Абсолютная и кинематическая вязкость.

Кинематическая вязкость — мера потока имеющей сопротивление жидкости под влиянием силы тяжести. Когда две жидкости равного объема помещены в идентичные капиллярные вискозиметры и двигаются самотеком, вязкой жидкости требуется больше времени для протекания через капилляр. Если одной жидкости требуется для вытекания 200 секунд,а другой — 400 секунд, вторая жидкость в два раза более вязкая, чем первая по шкале кинематической вязкости.

Размерность кинематической вязкости — L2/T, где L — длина, и T — время. Обычно используется сантистокс (cSt). ЕДИНИЦА СИ кинематической вязкости — mm2/s, что равно 1 cSt.

Абсолютная вязкость, иногда называемая динамической или простой вязкостью, является произведением кинематической вязкости и плотности жидкости:

Абсолютная вязкость = Кинематическая вязкость * Плотность

Абсолютная вязкость выражается в сантипуазах (сПуаз). ЕДИНИЦА СИ абсолютной вязкости — миллипаскаль-секунда (mPa-s), где 1 сПуаз = 1 mPa-s.





















Вязкость газов при атмосферном давлении:
η, 10 -6 Па· с 150 К 200 К 250 К 300 К 400 К
Азот 10.0 12.9 15.5 17.9 22.1
Аммиак 6.89 8.53 10.3 13.9
Аргон 12.3 16.0 19.5 22.7 28.5
Ацетилен 10.3 13.5
Бромметан 13.2 15.8 20.2
Водород 5.57 6.78 7.90 8.94 10.9
Водяной пар 9.13 13.2
Воздух 10.3 13.2 16.0 18.5 23.0
Гелий 12.3 15.0 17.5 19.9 24.3
Кислород 11.3 14.6 17.8 20.7 25.9
Метан 7.76 9.53 11.2 14.2
Неон 19.4 23.9 28.0 31.7 38.4
Оксид азота (II) 10.5 13.6 16.6 19.3 24.1
Оксид углерода (II) 9.84 12.7 15.4 17.8 22.1
Оксид углерода (IV) 10.2 12.6 15.0 19.5
Пропан 7.1 8.3 9.5
Этан 6.43 7.96 9.45 12.2
Этилен 7.1 8.8 10.4 13.5






























Вязкость жидкостей при атмосферном давлении:

η, 10 -3 Па· с

0°C 20°C 50°C 70°C 100°C
Ацетон = 0.32 0.25 = =
Бензин 0.73 0.52 0.37 0.26 0.22
Бензол = 0.65 0.44 0.35 =
Вода 1.80 1.01 0.55 0.41 0.28
Глицерин 12100 1480 180 59 13
Керосин 2.2 1.5 0.95 0.75 0.54
Кислота уксусная = 1.2 0.62 0.50 0.38
Масло касторовое = 987 129 49 =
Пентан 0.28 0.24 = = =
Ртуть = 1.54 1.40 = 1.24
Спирт метиловый 0.82 0.58 0.4 0.3 0.2
Спирт этиловый (96%) 1.8 1.2 0.7 0.5 0.3
Толуол = 0.61 0.45 0.37 0.29



























Вязкость расплавов:
  t°, °C η, 10 -3 Па· с
Алюминий 700 2.90
Висмут 305 1.65
Калий 100 0.46
Натрий 105 0.69
Олово 240 1.91
Свинец 440 2.11
Цинк 430 3.3
Бромид ртути 250 3.0
Бромид свинца 380 10.2
Бромид серебра 610 1.86
Гидроксид калия 400 2.3
Гидроксид натрия 350 4.0
Хлорид калия 790 1.4
Хлорид натрия 320 2.83
Хлорид серебра 600 1.61


























Вязкость воды:
t°, °C η, 10 -6 Па· с
0 1797
10 1307
20 1004
30 803
40 655
50 551
60 470
70 407
80 357
90 317
100 284
110 256
120 232
130 212
140 196
150 184

 










Динамическая вязкость воздуха:

η, 10 -6 Па· с

температура воздуха

давление 0°C 25°C 100°C
1 атм 17.20 18.37 21.80
20 атм 17.53 18.65 22.02
50 атм 18.15 19.22 22.40
100 атм 19.70 20.60 23.35
200 атм 23.70 23.95 25.30

Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.

TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Динамическая и кинематическая вязкость: в чем разница?

Вязкость — это важнейшая характеристика смазочного материала. Определение вязкости смазочного материала — это сопротивление жидкости течению и сдвигу. Это сопротивление измеряется двумя разными методами. Иногда это может сбивать с толку. В этой статье объясняются различия.

Примерно в 1840 году французский математик Жан Леонар Мари Пуазей провел тесты, в которых участвовал поток крови через маленькие стеклянные пробирки.Пуазейль обнаружил, что разная кровь течет с разной скоростью по стеклянным пробиркам с одинаковой силой.

Это привело его к выводу, что разные жидкости имеют внутреннее трение, которое должно преодолеваться внешней силой, чтобы течь. Это внутреннее трение измеряется силой, необходимой, чтобы заставить его течь, и получило название измерения равновесия. Для облегчения считывания показаний вязкости смазки предпочтительнее сантипуаз (сП). Для этого измерения вязкости используется термин динамический или абсолютный.

Формула для динамической или абсолютной вязкости: 1 сантипуаз (сП) равен 1 миллипаскаль-секунде (мПа-с). Паскаль — это единица силы, как и лошадиные силы. Следовательно, для этого типа измерения вязкости требуется внешнее усилие.

Примерно в то же время, когда Пуаз проводил свои тесты, ирландец по имени сэр Джордж Стоукс сбрасывал частицы в жидкости и измерял, насколько быстро они падают на дно. Он обнаружил, что одна и та же частица тонет с разной скоростью в разных жидкостях.

Стокс предположил, что в жидкости существует какое-то внутреннее трение, вызывающее разную скорость падения. Он проверил эту теорию, поместив жидкость в стеклянную трубку и измерив, сколько времени требуется жидкости, чтобы пройти определенное расстояние. Эти испытания привели к закону Стокса и другой форме измерения вязкости. Опять же, сантистоксы (сСт) используются для облегчения считывания. Это измерение вязкости было названо кинематическим.

Формула кинематической вязкости: 1 сантисток (сСт) равен 1 квадратному миллиметру в секунду ( 2 мм / с).Это скорость потока. Это время, необходимое для прохождения известного количества жидкости на заданном расстоянии. Нет никакой внешней силы, толкающей жидкость. Используется только сила тяжести. Это означает, что вес или плотность жидкости помогают ей течь. Кинематическая вязкость включает в себя плотность жидкости как часть ее измерения.

Таким образом, динамическая вязкость — это мера силы, а кинематическая вязкость — мера скорости. Вот в чем разница. Если разделить кинематическую вязкость на плотность жидкости, получится абсолютная вязкость.Похоже, что Стокс и Пуаз получили один и тот же ответ двумя разными способами.

Динамическая вязкость — обзор

Динамическая вязкость указывается в Н с м –2 или Па с. Во многих случаях динамическая вязкость выражается в пуазах (P), то есть дин см -2 или санти-пуазах (сП), где 1,0 дин = 10 -5 Н и 1.0 P = 10 −1 Па · с. Разделив динамическую вязкость на плотность раствора (кг · м −3 ), получим кинематическую вязкость:

, выраженную в м 2 с −1 или по Стоксу (см 2 с −1 , 1,0 Сток = 10 −4 м 2 с −1 ). В системах опреснения обычно применяется динамическая вязкость, которая для обычных операций может быть рассчитана с помощью следующих эмпирических уравнений для чистой воды и морской воды соответственно (Хан, 1986):

1.

Для чистой воды

(2,76) ln (ηpw) = — 3,79418 + 604,129139,18 + t68

, где температура t 68 дана в ° C, а динамическая вязкость в сП. Уравнение имеет точность ± 1%.

2.

Для растворов морской воды по Fabuss and Korosi (1967) и Korosi and Fabuss (1968)

Растворы морской воды (концентраты и разбавители) являются функциями температуры и солености, таким образом, вязкость морской воды η sw , это:

(2.77) ηsw = ηr⋅ηpw

, где η r — относительная вязкость. Он представлен отношением вязкости солевого раствора к вязкости чистой воды η pw для той же температуры и рассчитывается по следующему эмпирическому уравнению (Isdale et al., 1972):

(2.78a) ηr = ηsw / ηpw = 1 + aSp + b⋅Sp2

, где параметры a и b являются функциями температуры раствора t 68 ° C. Они сформулированы с использованием вязкости чистой воды Fabuss и Korosi (1967) и Korosi and Fabuss (1968):

(2.78b) a = 0.001474 + 1.5 × 10−5⋅t68−0.003927 × 10−5⋅t682

(2.78c) b = 1.0734 × 10−5–8.5 × 10−8⋅t68 + 0.00223 × 10−7⋅t682

Используя нормализованные данные вязкости чистой воды (IAPWS-2008), параметры a и b уравнения. (2.78a) имеют следующие новые значения (Sharqawy et al., 2010):

(2.78d) a = 1.541 + 1.998 × 10−2⋅t − 9.52 × 10−5t2

(2.78e) b = 7.974 −7,561 × 10−2⋅t + 4,724 × 10−4⋅t2

, где нормализованная вязкость чистой воды определяется как:

(2,79) ηpw = 4,2844 × 10−5 + [0.157 (t + 64,993) 2−91,296] −1

Уравнение действительно для температур 0 ≤ t ≤ 180 ° C, точность составляет ± 0,05%. Данные в таблице 2.16 основаны на значениях уравнений. (2.77) и (2.78d), (2.78e).

Таблица 2.16. Динамическая вязкость 10 3 кг м 1 с −1 , растворов морской воды при различной солености и температуре

901

901 1,714

797

901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 0,878

90.466

901 901 901

901 901 901

901 901 0,553

901 901

901

Соленость (г кг −1 )
° C 0 a 10 30 50 70 90 110 120
0 1.791 1,820 1,887 2,925 2,055 2,156 2,268 2,328
10 1,306 1,33016 1,33016
20 1,002 1,021 1,065 1,114 1,168 1,227 1,259 1,326
30 0,814 0,851 0,891 0,936 0,984 1,037 1,064
40 0,653 0,667
50 0,547 0,560 0,587 0,617 0,649 0,684 0,721 0,740
60 0,478 0,502 0,528 0,556 0586 0,618 0,635
70 0,404 0,414
80 0,354 0,364 0,383 0,404 0,426 0,449 0,474 0,487
03 9015 0323 0,340 0,359 0,379 0,400 0,422 0,434
100 0,282 0,289 0,305 0,3601
110 0,255 0,262 0,276 0,291 0,308 0,325 0,344 0,354
120 0.232 0,238 0,251 0,261 0,288 0,297 0,314 0,323

По данным Isdale, J.D., Spencer.CM.S Tudhope, J.S. 1972. Физические свойства растворов морской воды. Desalination 10, 319–328; Джеймисон, Д.Т. 1986. Экспериментальные методы определения свойств соленой воды. Опреснение 59, 219–240.

Для кинематической вязкости Chen et al. (1973) представляют следующее выражение, основанное на солености:

(2.80) v = vpw + aS1 / 2 + bS + cS2

, где v pw — кинематическая вязкость чистой воды, а соленость S выражается в% массы соли. Параметры a, b и c имеют следующие значения для диапазона температур от 10 до 150 ° C:

a = -1,464, b = 205,4, c = 153,0

Разница между кинематической и динамической вязкостью

Вязкость определяется как элементарное свойство при изучении потока жидкости для любого применения.Два основных типа вязкости — кинематическая и динамическая. Связь между этими двумя свойствами довольно проста. На первый взгляд это кажется простой концепцией. Но на самом деле есть множество терминов, которые подпадают под это определение. Эти термины определяют его измерение.

Динамическая вязкость, также известная как абсолютная вязкость, оценивает внутреннее сопротивление жидкости течению; напротив, кинематический описывает отношение динамической вязкости к плотности.Две жидкости с одинаковым значением динамической толщины могут иметь разное значение кинематической плотности в зависимости от плотности и наоборот. Однако, чтобы получить более широкие знания о разнице между кинематической и динамической вязкостью, студенты могут следовать табличному представлению различий:

Разница между кинематической вязкостью и динамической вязкостью

Кинематическая вязкость

Динамическая вязкость

Это определяется как коэффициент диффузии количества движения.Если быть точным, он объясняет, насколько быстро жидкость движется при приложении определенной внешней силы.

Определяется как абсолютная вязкость. Он дает больше информации о силе, необходимой для того, чтобы жидкость текла с определенной скоростью.

Он представляет инерцию, а также вязкую силу жидкости.

В то время как динамическая вязкость представляет собой вязкую силу жидкости

Символ кинематической вязкости — V.

Символ динамической вязкости — μ.

Это отношение динамической вязкости к плотности.

Это отношение напряжения сдвига к деформации сдвига.

Используется, когда преобладают инерция и сила вязкости.

Динамическая сила используется только тогда, когда сила вязкости является доминирующей.

Кинематическая вязкость — более фундаментальное свойство.

Динамическая вязкость является производным свойством.

Единица кинематической вязкости — м2 / с.

Единица динамической вязкости — нс / м2. быть очищенным. Внутреннее сопротивление потока жидкости предполагает внешнюю силу, прилагаемую к движению жидкости. Эта внешняя сила (F) пропорциональна скорости сдвига (SR), динамической вязкости (η) и площади поверхности (A).

Теперь, когда учащиеся накопили некоторые знания о вязкости и разнице между кинематической и динамической вязкостью, учащиеся должны знать о различных единицах вязкости.

Единица измерения вязкости CGS

Иногда студентов спрашивают о единицах вязкости. Поскольку существует несколько типов плотности, и у каждого есть своя единица измерения, чтобы различать динамическую вязкость и кинематическую вязкость в единицах, студенты могут использовать Пуаз (P) в качестве единицы динамической плотности CGS и Стокса (St) в качестве единицы кинематической вязкости CG .Пуаз (P) явно используется в стандартах ASTM как сантипуаз (сП). Сантистоксы (cST) находят свое применение в различных областях.

Зная единицы плотности, важно научиться вычислять плотности. Ниже поясняются символы и термины, используемые для расчета вязкости.

Расчет вязкости

Плотность жидкости оценивается на основе отношения напряжения сдвига к ее градиенту скорости. Если мы поместим сферу в жидкость, мы можем оценить ее плотность, используя формулу, приведенную ниже:

Примечание: напряжение сдвига — если направление внешней силы на объект параллельно плоскости объекта, деформация будет происходить вдоль плоскость и давление, оказываемое на объект, считаются напряжением сдвига.

Градиент скорости — разница между соседними слоями жидкости

η = вязкость

Δρ = разница плотности жидкости и тестируемой сферы

a = радиус сферы

v = скорость сферы

Вязкость равна измеряется в паскалях в секундах, т. е. в Па с. Более того, скорость сфер увеличивается с увеличением плотности жидкости. Однако температура увеличивается с уменьшением плотности жидкости.

Помимо разницы между кинематической и динамической вязкостью, учащиеся могут получить точное представление об определении вязкости и о том, как концепция плотности отличается от кинематической плотности жидкости, учащиеся могут следовать таблице ниже:

Разница между вязкостью и кинематическая вязкость

Вязкость

Кинематическая вязкость

Теория вязкости указывает на борьбу с течением, которое деформируется из-за некоторой внешней силы сдвига.

Кинематическая вязкость — это измерение внутреннего сопротивления жидкости движению под действием силы тяжести.

Формула вязкости: F = µA u / y

F- Сила, A- Площадь каждой пластины, u / y- скорость деформации сдвига, µ- вязкость жидкости.

Формула кинематической вязкости: v = µ / ρ

Где µ- динамическая или абсолютная вязкость, ρ- плотность

Единица измерения вязкости в СИ (Па · с) или кг · м⁻ ¹ · s⁻¹.

Единица кинематической вязкости в СИ — м² / с.

При анализе масла важно следить за вязкостью.

Кинематическая вязкость масла объясняется его сопротивлением потоку и сдвигающей силой под действием силы тяжести

Определение и разница между кинематической и динамической вязкостью подробно обсуждались выше. Чтобы узнать больше о той же теме, а также о других из физики, можно посетить официальный сайт Веданту.Студенты также могут зарегистрироваться на онлайн-классы, где наши опытные преподаватели и профессионалы помогут им решить образцы заданий для экзамена.

Кинематическая и динамическая вязкость | SGS Полимерные Решения

Здесь, в SGS Polymer Solutions, мы стремимся сделать мир аналитических испытаний и науки о полимерах более понятным. От объяснения услуг нашей лаборатории тестирования до изучения вопроса «почему?» повседневной науки, мы любим то, что делаем.

Сегодня мы хотим объяснить сложную идею: вязкость.На базовом уровне вязкость является мерой сопротивления материала текучести. Вязкость — один из многих показателей, которые мы можем использовать для физического анализа полимерных материалов.

Широкий спектр тестируемых нами полимеров часто является объектом пристального внимания в различных отраслях промышленности — от юридических испытаний до комплексного анализа для исследований и разработок. Жидкости, гели и многие полимеры часто тестируются, чтобы убедиться, что они соответствуют стандартам и спецификациям в качестве сырья для продуктов, в которые они предназначены.Поскольку вязкость является основным измерением динамики жидкости, эти измерения важны для определения характеристик материалов.

Есть много типов вязкости. Сегодня мы хотим поговорить о двух основных типах: динамической вязкости и кинематической вязкости. Хотя единицы измерения вязкости каждого типа можно преобразовать, чтобы понять другой, они сильно различаются.

Динамическая вязкость

Динамическая вязкость — это мера того, насколько жидкость сопротивляется потоку при приложении внешней силы.Вы оцениваете динамическую вязкость, когда хотите понять, как материал реагирует на деформацию, которую можно измерить с помощью теста Брукфилда или реометра.

Тест Брукфилда позволяет оценить, соответствует ли продукт конкретным производственным или эксплуатационным спецификациям и подходит ли он в зависимости от типа тестируемого вещества. С помощью этого теста мы регулярно тестируем гели, лосьоны и клеи. Тестирование Брукфилда требует, чтобы вещество свободно текло в определенном движении жидкости, но мы можем проверить менее вязкие вещества другими методами.Используя всего восемь миллилитров вещества, мы можем измерить динамическую вязкость и сообщить значение в сантипуазах.

Кинематическая вязкость

Кинематическая вязкость отличается от динамической вязкости тем, что измеряет только то, как сила тяжести влияет на сопротивление вещества потоку. Кинематическая вязкость предполагает, что на вещество не действуют внешние силы. Об этом сообщается с использованием сантистоксов.

Из-за зависимости от плотности между кинематической и динамической вязкостью два вещества, которые имеют одинаковую динамическую вязкость, могут иметь сильно различающуюся кинематическую вязкость.Чтобы преобразовать эти два значения, учитываются как температура, так и удельный вес вещества. Деление на плотность жидкости переводит сантипуаз в сантистоксы. Это соотношение позволяет нам определять как кинематическую, так и динамическую вязкость данного образца, используя только одно измерение вязкости, если плотность жидкости известна.

Итак, какой тест выбрать для конкретного образца? Об этом сообщает тип жидкости, а также желаемая информация. Жидкости делятся на два основных типа: ньютоновские и неньютоновские.

Ньютоновские жидкости не изменяют вязкость в зависимости от скорости сдвига, то есть скорости, с которой один слой жидкости проходит над соседним слоем. Вода и масло — примеры ньютоновских жидкостей. Хотя это не всегда так, мы обычно не тестируем ньютоновские жидкости с помощью теста Брукфилда или тестирования реометром. Обычно мы тестируем ньютоновские жидкости с помощью капиллярной трубки вискозиметра, где изменение скорости сдвига не требуется.

В мире полимеров существует множество неньютоновских жидкостей.Вязкость этих веществ изменяется в зависимости от скорости сдвига. Поскольку мы можем легко изменить скорость сдвига при испытаниях, мы проверяем их, используя испытания Брукфилда и реометра.

Хотите узнать больше о тестовых средах, которые мы используем для определения вязкости? Свяжитесь с нами сегодня! Наши ученые всегда рады узнать больше о ваших потребностях в тестировании и разработать точную среду тестирования, отвечающую требованиям каждого отдельного клиента. Когда дело доходит до независимых аналитических тестов, мы всегда готовы принять вызов.

В чем разница между динамической и кинематической вязкостью?

Вязкость жидкости — важное физическое свойство, которое влияет на поведение жидкости при ее течении. Жидкости с высокой вязкостью более устойчивы к деформации под действием напряжения и менее легко текут, в то время как жидкости с меньшей вязкостью текут легче и менее устойчивы к нагрузкам. Два основных способа измерения вязкости — это динамическая и кинематическая вязкость. Эти меры взаимосвязаны, но имеют разное применение.

Динамическая вязкость, также называемая абсолютной вязкостью, является наиболее часто используемым измерением.Он измеряет сопротивление жидкости течению — другими словами, внутреннее трение жидкости или насколько легко она может деформироваться под действием механического напряжения при данной температуре и давлении. Техническое определение динамической вязкости — это отношение напряжения сдвига к градиенту скорости. Когда сила прикладывается перпендикулярно к поверхности жидкости, она деформируется вбок или срезает. Легкость или сложность этой деформации — это динамическая вязкость, которую иногда называют просто вязкостью.

Кинематическая вязкость, напротив, измеряет сопротивление жидкости течению в присутствии силы тяжести.Этот показатель получается путем деления динамической вязкости жидкости на ее плотность. Чем выше вязкость жидкости, тем труднее она будет течь под действием силы тяжести и тем выше будет ее кинематическая вязкость.

Динамическая и кинематическая вязкость выражаются в разных единицах измерения.В Международной системе единиц (СИ) единицами измерения динамической вязкости являются паскаль-секунды. Паскали — это измерение давления — в данном случае напряжения сдвига, приложенного к жидкости, — а секунды измеряют время, необходимое для деформации. Динамическую вязкость также можно измерить с помощью единицы, называемой пуазом, еще одной мерой зависимости давления от времени. Обычная единица измерения кинематической вязкости — стоксы или квадратные сантиметры в секунду, хотя иногда используется единица СИ — квадратные метры в секунду.

Использование этих измерений необходимо для различных реальных приложений. Например, важно создать краску с определенной динамической вязкостью, чтобы гарантировать, что ее можно смешивать и наносить с правильной толщиной.Измерение кинематической вязкости чаще используется в тех случаях, когда жидкость должна течь по трубе или смазывать механизмы, как в двигателе автомобиля.

Продукты, такие как моторное масло, которые подвергаются различным физическим условиям, должны иметь определенную динамическую и кинематическую вязкость для правильного поведения.Вязкость жидкостей изменяется в зависимости от температуры и давления. Например, в холодную погоду масло густеет и становится более плотным, что затрудняет его текучесть. В этой ситуации важно знать как динамическое, так и кинематическое соотношение вязкости, чтобы предсказать, как масло будет вести себя при различных температурах.

Программное обеспечение для расчета падения давления в трубах

Pipe Flow Software также имеет веб-сайт www.pipeflow.com (который в настоящее время содержит дополнительную информацию)

Программа Pipe Flow Expert: Расчет расхода и падения давления в трубе
Попробуйте Pipe Flow Expert прямо сейчас!
Pipe Flow Software Отзывы: «Отличное программное обеспечение», «Отличная поддержка»
Купить и лицензировать в
Загрузите программное обеспечение Pipe Flow Expert для бесплатной пробной версии: узнайте, почему оно используется более чем в 100 странах мира

Pipe Flow Expert ™
Рассчитайте потерю давления и расход в трубопроводных системах.Программное обеспечение моделирует открытые / замкнутые контуры, компоненты и кривые насосов. Включает базу данных по жидкостям и трубам.

Расширенные вычисления

Улучшенный интерфейс

Решить трубопроводные сети

  • До 1000 труб
  • Расчет расхода
  • Падение давления в трубе
  • Системы рециркуляции
  • Характеристики насоса и NPSHa
  • Регулирование расхода и требования
  • Интерактивные результаты

    Изометрический 3D-чертеж

    Новые примеры систем

    Цены указаны в британских фунтах стерлингов: 1 фунт стерлингов.00 фунтов стерлингов составляет примерно 1,40 доллара США или примерно 1,19 евро.

    Программа Pipe Flow Wizard ™
    для «Что если?» расчеты расхода жидкости и газа в трубе. Найдите перепад давления в трубе, расход, диаметр или длину трубы. База данных жидкостей включена.

    Калькулятор потери давления

  • Жидкости и газы
  • Вкл.Сжатый воздух
  • Расчет расхода в трубе
  • Расчет падения давления
  • Расчет длины трубы
  • Расчет диаметра трубы
  • Программа Pipe Flow Advisor ™
    Flow Advisor рассчитывает время опорожнения резервуара и скорость потока воды в каналах, используя уравнение укомплектования персоналом.

    Расход в каналах …

    Для каналов и резервуаров

  • Трубы с частичным заполнением
  • Открытый канал потока
  • Расход воды
  • Резервуар пустой раз
  • Объем и вместимость
  • Масса и расширение
  • Бесплатное программное обеспечение ИЛИ

    Купить фирменную версию

    Конвертировать 123
    Преобразование между множеством различных единиц и измерений, включая площадь, плотность, энергию, расход, силу, длину, массу и т. Д.
    Преобразование единиц …

    Продвигайте свое имя
    Получите фирменную версию

  • Наш логотип удален
  • Ваше имя добавлено
  • Ваш логотип добавлен
  • Ссылки на ваш веб-сайт
  • Отдайте свою версию
  • One Fee. Неограниченное использование.
  • Рекламная программа Give-Away с вашим именем.
    Единовременная плата за брендирование и неограниченное использование.

    Все цены указаны без НДС (НДС)

    USA : НДС НЕ ОБЯЗАН для покупок в США.

    За пределами Европейского Союза : НДС НЕ ВЗИМАЕТСЯ при покупках за пределами ЕС. (Европейский Союз).

    Европейский Союз : НДС НЕ ОБЯЗЫВАЕТСЯ при покупках, совершаемых предприятиями в Европейском Союзе.

    Необходимо предоставить VRN компании (регистрационный номер плательщика НДС) (или другое подтверждение хозяйственной деятельности).

    Великобритания : НДС взимается со всех покупок в Великобритании.

    Лицензии сайта : Если вам требуется несколько копий определенной программы, мы можем предоставить

    значительных скидки на дополнительные экземпляры. Свяжитесь с нами по электронной почте
    нам с вашими требованиями, чтобы получить цитату.

    Программное обеспечение Pipe Flow для профессиональных инженеров используется более чем в 100 странах мира, более чем 3000 компаниями и консультантами везде, где есть необходимость в расчетах.

    Динамическая или абсолютная вязкость и кинематическая вязкость

    Вязкость жидкости — важное свойство жидкости в гидродинамике. Вязкость жидкости представляет собой сопротивление трения внутри жидкости сдвиговому усилию, действующему на жидкость.

    Динамическая вязкость (абсолютная вязкость)

    Динамическая вязкость или Абсолютная вязкость используется для определения абсолютной вязкой силы, препятствующей потоку жидкости.Закон Ньютона установил связь между вязкой силой, сопротивляющейся началу потока жидкости, и градиентом скорости в жидкости. Согласно закону Ньютона величина вязкой силы, которая сопротивляется движению жидкости, прямо пропорциональна градиенту скорости в рассматриваемой точке, а направление вязкой силы противоположно потоку жидкости. Рассмотрим следующий рисунок, показывающий профиль скорости жидкости рядом с неподвижной стенкой. Градиент скорости в любой заданной точке представлен наклоном кривой профиля скорости, показанной на рисунке.

    Градиент скорости = dV / dy ≈ ΔV / Δy (при Δy → 0)

    Согласно закону Ньютона,

    Вязкое напряжение = τ = — µ (dV / dy)

    Здесь отрицательный знак указывает направление, противоположное потоку жидкости, а µ — это абсолютная вязкость или динамическая вязкость жидкости, которая действует как константа пропорциональности. Закон Ньютона означает вязкую силу на единицу площади жидкости, которая представлена ​​вязким напряжением. Единицы вязкого напряжения такие же, как единицы давления.

    Кинематическая вязкость

    В некоторых случаях считается важным соотношение сил вязкости и сил инерции в потоке жидкости. Вязкие силы представлены плотностью жидкости, а силы вязкости представлены абсолютной или динамической вязкостью жидкости. Следовательно, отношение сил вязкости к силам инерции в жидкости выражается как (абсолютная вязкость / плотность). Это соотношение известно как кинематическая вязкость (ν) жидкости.

    Кинематическая вязкость = ν = µ / ρ

    Следует отметить, что абсолютная вязкость (µ) и плотность (ρ) являются свойствами жидкости, зависящими только от состояния жидкости (давления и температуры).Следовательно, кинематическая вязкость жидкости также зависит только от состояния жидкости, а не от расхода.

    Изменение абсолютной вязкости в зависимости от температуры жидкости

    Абсолютная вязкость жидкости и пара сильно зависит от температуры жидкости. Калькуляторы вязкости EnggCyclopedia для жидкостей и паров можно использовать для быстрого определения вязкости при заданной температуре.

    Related Post

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.