Единица измерения вязкости жидкости

Что одному двигателю хорошо, то другому грозит ремонтом

Многие автовладельцы уверены, что выбирать стоит более вязкие масла, ведь они — залог долговечной работы двигателя. Это серьезное заблуждение. Да, специалисты заливают под капоты гоночных болидов масло с большой степенью тягучести для достижения максимального ресурса силового агрегата. Но обычные легковые машины оборудованы другой системой, которая попросту захлебнется при чрезмерной густоте защитной пленки.

О том, какую вязкость масла допустимо использовать в двигателе той или иной машины, описано в любом руководстве по эксплуатации.

Почему класс вязкости так важен в работе механизмов? Представьте на минуту мотор изнутри: между цилиндрами и поршнем есть зазор, величина которого должна допускать возможное расширение деталей от высокотемпературных перепадов. Но для максимального коэффициента полезного действия этот зазор должен иметь минимальное значение, предотвращая попадание в двигательную систему выхлопных газов, образующихся во время горения топливной смеси. Для того, чтобы корпус поршня не нагревался от соприкосновения с цилиндрами, и используется моторная смазка.

Уровень вязкости масла должен обеспечивать работоспособность каждого элемента двигательной системы. Производители силовых агрегатов должны добиться оптимального соотношения минимального зазора между трущимися деталями и масляной пленой, предотвращая преждевременный износ элементов и повышая рабочий ресурс двигателя. Согласитесь, доверять официальным представителям автомобильной марки безопаснее, зная, каким путем эти знания были получены, чем верить «опытным» автомобилистам, полагающимся на интуицию.

Сосуществование с другими фазами веществ

Можно выделить два варианта по данному параметру.

1. Жидкость – газ. Такие системы являются наиболее широко распространенными, поскольку существуют в природе повсеместно. Ведь испарение воды – часть естественного круговорота. При этом образующийся пар существует одновременно с жидкой водой. Если же говорить о замкнутой системе, то и там происходит испарение. Просто пар становится насыщенным очень быстро и вся система в целом приходит к равновесию: жидкость – насыщенный пар.
2. Жидкость – твердые вещества. Особенно на таких системах заметно еще одно свойство – смачиваемость. При взаимодействии воды и твердого вещества последнее может смачиваться полностью, частично или вообще отталкивать воду. Существуют соединения, которые растворяются в воде быстро и практически неограниченно. Есть и те, что вообще к этому не способны (некоторые металлы, алмаз и прочие).

В целом изучением взаимодействия жидкостей с соединениями в других агрегатных состояниях занимается дисциплина гидроаэромеханика.

Вязкость аморфных материалов

Вязкость аморфных материалов (например, стекла или расплавов) — это термически активизируемый процесс:

η(T)=Aexp⁡(QRT),{\displaystyle \eta (T)=A\exp \left({\frac {Q}{RT}}\right),}

где

Q{\displaystyle Q} — энергия активации вязкости (Дж/моль);

T{\displaystyle T} — температура (К);

R{\displaystyle R} — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль·К);

A{\displaystyle A} — некоторая постоянная.

Вязкое течение в аморфных материалах характеризуется отклонением от закона Аррениуса: энергия активации вязкости Q{\displaystyle Q} изменяется от большой величины QH{\displaystyle Q_{H}} при низких температурах (в стеклообразном состоянии) на малую величину QL{\displaystyle Q_{L}} при высоких температурах (в жидкообразном состоянии). В зависимости от этого изменения аморфные материалы классифицируются либо как сильные, когда (QH−QL)<QL{\displaystyle (Q_{H}-Q_{L})<Q_{L}}, или ломкие, когда (QH−QL)⩾QL{\displaystyle (Q_{H}-Q_{L})\geqslant Q_{L}}. Ломкость аморфных материалов численно характеризуется параметром ломкости Доримуса RD=QHQL{\displaystyle R_{D}={\frac {Q_{H}}{Q_{L}}}}: сильные материалы имеют RD<2{\displaystyle R_{D}<2}, в то время как ломкие материалы имеют RD⩾2{\displaystyle R_{D}\geqslant 2}.

Вязкость аморфных материалов весьма точно аппроксимируется двуэкспоненциальным уравнением

η(T)=A1T(1+A2exp⁡BRT)(1+Cexp⁡DRT){\displaystyle \eta (T)=A_{1}T\left(1+A_{2}\exp {\frac {B}{RT}}\right)\left(1+C\exp {\frac {D}{RT}}\right)}

с постоянными A1{\displaystyle A_{1}}, A2{\displaystyle A_{2}}, B{\displaystyle B}, C{\displaystyle C} и D{\displaystyle D}, связанными с термодинамическими параметрами соединительных связей аморфных материалов.

В узких температурных интервалах недалеко от температуры стеклования Tg{\displaystyle T_{g}} это уравнение аппроксимируется формулами типа VTF или сжатыми экспонентами Кольрауша.

Пример вязкости стёкол

Если температура существенно ниже температуры стеклования, T<Tg{\displaystyle T<T_{g}}, двуэкспоненциальное уравнение вязкости сводится к уравнению типа Аррениуса

η(T)=ALTexp⁡(QHRT){\displaystyle \eta (T)=A_{L}T\exp \left({\frac {Q_{H}}{RT}}\right)}

с высокой энергией активации QH=Hd+Hm{\displaystyle Q_{H}=H_{d}+H_{m}}, где Hd{\displaystyle H_{d}} — энтальпия разрыва соединительных связей, то есть создания конфигуронов, а Hm{\displaystyle H_{m}} — энтальпия их движения. Это связано с тем, что при T<Tg{\displaystyle T<T_{g}} аморфные материалы находятся в стеклообразном состоянии и имеют подавляющее большинство соединительных связей неразрушенными.

При T≫Tg{\displaystyle T\gg T_{g}} двуэкспоненциальное уравнение вязкости также сводится к уравнению типа Аррениуса

η(T)=AHTexp⁡(QLRT),{\displaystyle \eta (T)=A_{H}T\exp \left({\frac {Q_{L}}{RT}}\right),}

но с низкой энергией активации QL=Hm{\displaystyle Q_{L}=H_{m}}. Это связано с тем, что при T≫Tg{\displaystyle T\gg T_{g}} аморфные материалы находятся в расправленном состоянии и имеют подавляющее большинство соединительных связей разрушенными, что облегчает текучесть материала.

Физические свойства жидкости

Жидкость – физическое тело, которое обладает свойством текучести, т. е. не имеющее способности самостоятельно сохранять свою форму.Текучесть жидкости обусловлена подвижностью молекул, составляющих жидкость.

Жидкостью называется агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Жидкость характеризуется следующими свойствами: 1) сохраняет объем; 2) образует поверхность; 3) обладает прочностью на разрыв; 4) принимает форму сосуда; 5) обладает текучестью. Свойства жидкости с 1) по 3) подобны свойствам твёрдых тел, а свойство 4) – свойству жидкости.

Жидкости, законы движения и равновесия которых изучаются в гидравлике (механике жидкости и жидкости), делятся на два класса: сжимаемые жидкости или газы, почти несжимаемые – капельные жидкости.

В гидравлике рассматриваются как идеальные, так и реальные жидкости.

Идеальная жидкость – жидкость, между частицами которой отсутствуют силы внутреннего трения. Вследствие этого такая жидкость не сопротивляется касательным силам сдвига и силам растяжения.

Идеальная жидкость совершенно не сжимается, она оказывает бесконечно большое сопротивление силам сжатия.

Такой жидкости в природе не существует – это научная абстракция, необходимая для упрощения анализа общих законов механики применительно к жидким телам.

Реальная жидкость – жидкость, которая не обладает в совершенстве свойствами идеальной жидкости, она в некоторой степени сопротивляется касательным и растягивающим усилиям, а также отчасти сжимается.

Для решения многих задач гидравлики этим отличием в свойствах идеальной и реальной жидкостей можно пренебречь.

В связи с этим физические законы, выведенные для идеальной жидкости, могут быть применены к жидкостям реальным с соответствующими поправками.

Плотность жидкости

Килограмм на кубический метр [кг/м3] равен плотности однородного газообразного вещества, масса которого при объёме 1 м3 равна 1 кг.

где

dm – масса элемента жидкости, объёмом dV;

dV – объём элемента жидкости.

Динамическая вязкость жидкости

где

F – сила внутреннего трения жидкости.

ΔS – площадь поверхности слоя жидкости, на которую рассчитывается сила внутреннего трения.

– величина, обратная градиенту скорости жидкости.

Паскаль-секунда равна динамической вязкости жидкости, касательное напряжение в которой при ламинарном течении на расстоянии 1 м по нормали к направлению скорости, равно 1 Па.

Поверхностное натяжение жидкости

где

dF – сила, действующая на участо контура свободной поверхности нормально к контуру и по касательной к поверхности к длине dl этого участка.

dl – длина участка поверхности жидкости.

Ньютон на метр [Н/м] равен поверхностному натяжению жидкости, создаваемому силой 1 Н, действующей на участок контура свободной поверхности длиной 1 м нормально к контуру и по касательной к поверхности.

Кинематическая вязкость жидкости

где

μ – динамическая вязкость жидкости;

ρ – плотность жидкости;

Квадратный метр на секунду [м2/с] равен кинематической вязкости жидкости с динамической вязкостью 1 Па с и плотностью 1 кг/м3.

Коэффициент теплопроводности жидкости

где

t – время;

S – площадь поверхности;

Q – количество теплоты , перенесённое за время t через поверхность площадью S.

– величина, обратная градиенту температуры жидкости.

Ватт на метр-Кельвин [Вт/(м • К)] равен коэффициенту теплопроводности жидкости, в котором при стационарном режиме с поверхностной плотностью теплового потока 1 Вт/м2 устанавливается температурный градиент 1 К/м.

Теплоемкость жидкости

где

dQ – количество теплоты, необходимое для нагревания жидкости;

dT – разность температуры.

Джоуль на Кельвин [Дж/К] равен теплоемкости жидкости, температура которого повышается на 1 К при подведении к нему количества теплоты 1 Дж.

Удельная массовая теплоемкость жидкости при постоянном давлении

Джоуль на килограмм-Кельвин [Дж/(кг • К)] равен удельной теплоемкости жидкости, имеющего при массе 1 кг теплоемкость 1 Дж/К.

Температуропроводность жидкости

где

λ – теплопроводность жидкости;

Cp – удельная массовая теплоемкость жидкости.

ρ – плотность жидкости.

Квадратный метр на секунду [м2/с] равен температуропроводности жидкости с коэффициентом теплопроводности 1 Вт/(м К), удельной теплоемкостью при постоянном давлении 1 [Дж/(кг • К) и плотностью 1 кг/м3.

Вязкость

Вязкость — это способность жидкости сопротивляться сдвигу, т. е. свойство, обратное текучести (более вязкие жидкости являются менее текучими). Вязкость проявляется в возникновении касательных напряжений (напряжений трения).

Рассмотрим слоистое течение жидкости вдоль стенки (рисунок)

В этом случае происходит торможение потока жидкости, обусловленное ее вязкостью. Причем скорость движения жидкости в слое тем ниже, чем ближе он расположен к стенке. Согласно гипотезе Ньютона касательное напряжение, возникающее в слое жидкости на расстоянии у от стенки, определяется зависимостью:

Закон трения Ньютона

где dv/dy — градиент скорости, характеризующий интенсивность нарастания скорости v при удалении от стенки (по оси у), μ ‑ динамическая вязкость жидкости.

Течения большинства жидкостей, используемых в гидравлических системах, подчиняются закону трения Ньютона, и их называют ньютоновскими жидкостями.

Однако следует иметь в виду, что существуют жидкости, в которых закон Ньютона в той или иной степени нарушается. Такие жидкости называют неньютоновскими.

Величина μ, входящая в формулу (динамическая вязкость жидкости), измеряется в Па⋅с либо в пуазах 1 П = 0.1 Па⋅с. Пуа́з (обозначение: П, до 1978 года пз; международное — P; от фр. poise) — единица динамической вязкости в системе единиц СГС. Один пуаз равен вязкости жидкости, оказывающей сопротивление силой в 1 дину взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 см², находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и взаимно перемещающихся с относительной скоростью 1 см/с.

Единица названа в честь Ж. Л. М. Пуазёйля. Пуаз имеет аналог в системе СИ — паскаль-секунда (Па·c).

Вода при температуре 20 °C имеет вязкость 0,01002 П, или около 1 сантипуаза.

Однако на практике более широкое применение нашла

Кинематическая вязкость:

Единицей измерения последней в системе СИ является м2/с или более мелкая единица — см2/с, которую принято называть стоксом, 1 Ст = 1 см2/с. Для измерения вязкости также используются сантистоксы: 1 сСт = 0,01 Ст.

Вязкость жидкостей существенно зависит от температуры, причем вязкость капельных жидкостей с повышением температуры падает, а вязкость газов — растет (см. рисунок).

Это объясняется тем, что в капельных жидкостях, где молекулы расположены близко друг к другу, вязкость обусловлена силами молекулярного сцепления. Эти силы с ростом температуры ослабевают, и вязкость падает. В газах молекулы располагаются значительно дальше друг от друга. Вязкость газа зависит от интенсивности хаотичного движения молекул. С ростом температуры эта интенсивность растет и вязкость газа увеличивается.

Вязкость жидкостей зависит также от давления, но это изменение незначительно, и в большинстве случаев его не учитывают.

2.1. Основные свойства капельных жидкостей

Основная система единиц, применяемая в настоящее время это система СИ. Основными механическими единицами системы СИ являются: длина, измеряемая в метрах, масса, измеряемая в кг, время, измеряемое в секундах.

1. Плотностью

называется масса вещества, содержащаяся в единице объема. Различают абсолютную и относительную плотность. Абсолютная плотность для однородной жидкости равняется величине массыМ жидкости в объемеV, поделенной на величину этого объемаV Плотность измеряется в системе СИ в кг/м 3 , плотность пресной воды при 4ºС составляетρв

= 1000 кг/м 3 , морской водыρмв = 1025 кг/м 3 , плотность рабочей жидкости МГ-30 при 20 ºСρрж = 880 кГ/м 3 , плотность воздуха –ρвз = 1,25 кг/м 3 .

Относительной плотностью называется отношение плотности жидкости при заданной температуре к плотности воды при температуре 4 °С, поскольку масса 1 л воды при 4 °С равна 1 кг. Относительная плотность обозначается δ .

Например, если 1 л бензина при 20 °С имеет массу 730 г, а 1 л воды при 4 °С – 1000 г, то относительная плотность бензина будет равна 0,73.

Относительная плотность для ртути δрт= ρрт/ρв= 13600/1000 = 13,6, для воздуха δвз= ρвз/ρв = 0,00125, для рабочей жидкости- масла на минеральной основе δж= ρж/ρв= 880/1000 = 0,88

2. Удельным весом

называют вес единицы объема жидкости. Для однородной жидкости удельный вес равняется величине весаG жидкости, поделенной на величину объемаV , который она занимает

Удельный вес измеряется в системе СИ в Н/м 3 .

В системе СИ удельный вес воды при 4ºС составляет γ =ρв*g = 1000*9,81 = 9,81*10 3 Н/м 3 , удельный вес рабочей жидкости МГ-30 при 20 ºС составляетγ = 880*9,81 = 8,64*10 3 Н/м 3 .

В технической системе МКГСС – длина в метрах, основная единица – сила в килограммах силы(кГс), время в секундах.

Удельный вес воды в системе МКГСС равен γв

= 1000 кГс/м 3 , а рабочей жидкостиγрж = 880 кГс/м 3 .

Если жидкость неоднородна, то формулы (2.1) и (2.2) определяют средние значения удельного веса или плотности.

Масляная основа и присадки

Автомобильные масла состоят из масляной основы и присадок. Присадками называются специальные вещества, которые добавляют в масло для улучшения его свойств.

Масляная основа бывает:

• минеральная;
• гидрокрекинговая;
• полусинтетическая (смесь минерального и синтетического);
• синтетическая (направленный синтез).

В современных маслах доля присадок составляет 15-20%.

По назначению присадки разделяются на:

• моющие и диспергирующие – не дают слипаться мелким остаткам (смолы, битум и т. д.) и, имея в своем составе щелочь, нейтрализуют кислоты, не дают уплотняться шламовым отложениям;
• противоизносные – создают защитный слой на металлических деталях и за счет снижения трения снижают износ трущихся поверхностей;
• индексные – увеличивают вязкость масла в случае высоких температур, а на низких увеличивают его текучесть;
• пеногасители – уменьшают образование пены (воздушно-масляной смеси), которая ухудшает отвод тепла и качество смазки;
• модификаторы трения – снижают коэффициент трения между металлическими деталями.

Измерение вязкости на капиллярных вискозиметрах

Для измерения кинематической вязкости применяются капиллярные вискозиметры типа Оствальда и Уббелоде различной модификации.

Стеклянные капиллярные вискозиметры предназначены для определения вязкости:

• прозрачных жидкостей – серии ВПЖ и ВПЖТ;
• малых объемов прозрачных жидкостей – серии ВПЖМ  и ВПЖТМ;
• непрозрачных жидкостей – серии ВНЖ и ВНЖТ.

На рис. 1 и 2 представлен общий вид вискозиметров серии ВПЖ.

Рисунок 1. Вискозиметр стеклянный капиллярный ВПЖ-1. 1, 2, 4 – трубки; 3 – измерительный резервуар; М1, М2 – отметки измерительного резервуара.

Рисунок 2. Вискозиметр стеклянный капиллярный ВПЖ-2. 1, 2 – трубки; 3 – измерительный резервуар; М1, М2 – отметки измерительного резервуара.

Вискозиметр состоит из капилляра с радиусом R и длиной L, через который под действием силы тяжести протекает жидкость объема V.

Если Н – средняя высота жидкости, g – ускорение силы тяжести, то кинематическая вязкость (ν) в миллиметрах квадратных на секунду (мм2 ∙ с-1) равна:

Если известна плотность испытуемой жидкости ρ, то, зная v, можно вычислить динамическую вязкость η (мПа ∙ с):

η = ρ ∙ v = ρ ∙ К ∙ t, (7)

где

ρ – плотность испытуемой жидкости (мг ∙ мм-3), полученная умножением относительной плотности (d20₂₀) на 0,9982.

Для определения вязкости в каждом конкретном случае капиллярные вискозиметры выбирают в соответствии с табл. 1 и 2 по известным значениям К и V в зависимости от характера испытуемой жидкости, ее объема и значения вязкости.

Методика. Перед проведением измерений вискозиметр следует тщательно промыть и высушить.

В колено трубки 2 вискозиметра наливают измеренный объем жидкости и вискозиметр помещают в вертикальном положении в водяной термостат с температурой (20 ± 0,1) оС, если в фармакопейной статье не указана другая температура, удерживая его в этом положении не менее 30 мин для установления температурного равновесия. Производят повышение уровня жидкости в вискозиметре через отверстие 1 (в случае вискозиметра ВПЖ-1 закрывают трубку 4) до тех пор, пока жидкость не поднимется выше отметки М₁. Тогда повышение уровня прекращают, и жидкость опускается. Время t, которое требуется, чтобы мениск прошел расстояние между отметками М₁ и М₂, замеряют секундомером с точностью до 0,2 с.

Время истечения испытуемой жидкости определяют как среднее не менее чем трех измерений. Полученные данные являются приемлемыми при условии, что результаты двух последовательных измерений отличаются не более чем на 1 %.

Для определения относительной вязкости жидкости η_отн измеряют время  истечения  между верхней и нижней меткой мениска той жидкости, относительно которой проводят измерения t_оср. Затем в том же чистом и сухом вискозиметре при тех же условиях определяют время истечения испытуемой жидкости  t_cp.

Одновременно при той же температуре, при которой определяют вязкость, измеряют плотности испытуемых жидкостей ρо и ρ пикнометрическим методом и рассчитывают относительную вязкость по формуле:

Для определения характеристической вязкости готовят не менее 5 испытуемых растворов различной концентрации. При этом должно выполняться условие возможности линейной экстраполяции приведенной вязкости к нулевой концентрации, т.е. концентрации раствора следует выбирать минимальными в пределах чувствительности и точности метода измерения. Для каждой концентрации раствора определяют t_cp и рассчитывают приведенную вязкость. Затем строят зависимость η_прив от концентрации с и графически или линейным методом наименьших квадратов экстраполируют приведенную вязкость к нулевой концентрации, т.е. находят характеристическую вязкость.

 Таблица 1. Характеристики капиллярных вискозиметров серии ВПЖ-1 и ВПЖТ-1

Таблица 2. Характеристики капиллярных вискозиметров серии ВПЖ-2 и ВПЖТ-2

Вязкость жидкостей

Динамическая вязкость, или коэффициент динамической вязкости ƞ (ньютоновской), определяется формулой:

η = r / (dv/dr),

где r – сила вязкого сопротивления (на единицу площади) между двумя соседними слоями жидкости, направленная вдоль их поверхности, а dv/dr– градиент их относительной скорости, взятый по направлению, перпендикулярному к направлению движения. Размеренность динамической вязкости ML-1T-1, ее единицей в системе СГС служит пуаз (пз) = 1г/см*сек=1дин*сек/см2=100 сантипуазам (спз)

Кинематическая вязкость определяется отношением динамической вязкости ƞ к плотности жидкости p. Размерность кинематической вязкости L2T-1, ее единицей в системе СГС служит стокс (ст) = 1 см2/сек=100 сантистоксам (сст).

Текучесть φ является величиной, обратной динамической вязкости. Последняя для жидкостей уменьшается с понижением температуры приблизительно по закону φ=А+В/Т, где А и В являются характеристическими постоянными, а Т обозначает абсолютную температуру. Величины А и В для большого количества жидкостей были даны Бэррером.

Таблица вязкость воды

Данные Бингхема и Джексона, выверенные по национальному стандарту в США и Великобритании на 1 июля 1953 года, ƞ при 200С=1,0019 сантипуаза.

Температура, 0С	Ƞ, спз	Температура, 0С	Ƞ, спз
1,7865	50	0,5477
5	1,5138	60	0,4674
10	1,3037	70	0,4048
15	1,1369	80	0,3554
20	1,0019	90	0,3155
25	0,8909	100	0,2829
30	0,7982	125	0,220
40	0,6540	150	0,183

Таблица вязкость различных жидкостей Ƞ, спз

Жидкость	00С	100С	200С	300С	400С	500С	600С	700С	1000С
Анилин	—	6,53	4,39	3,18	2,40	1,91	1,56	1,29	0,76
Ацетон	0,397	0,358	0,324	0,295	0,272	0,251	—	—	—
Бензол	—	0,757	0,647	0,560	0,491	0,436	0,389	0,350	—
Бромбензол	1,556	1,325	1,148	1,007	0,889	0,792	0,718	0,654	0,514
Кислота муравьиная	—	2,241	1,779	1,456	1,215	1,033	0,889	0,778	0,547
Кислота серная	56	49	27	20	14,5	11,0	8,2	6,2	—
Кислота уксусная	—	—	1,219	1,037	0,902	0,794	0,703	0,629	0,464
Масло касторовое	—	2420	986	451	231	125	74	43	16,9
Масло прованское	—	138	84	52	36	24,5	17	12,4	—
Н-Октан	0,710	0,618	0,545	0,485	0,436	0,394	0,358	0,326	0,255
Н-Пентан	0,278	0,254	0,234	0,215	0,198	0,184	0,172	0,161	0,130
Ртуть	1,681	1,661	1,552	1,499	1,450	1,407	1,367	1,327	1,232
Сероуглерод	0,436	0,404	0,375	0,351	0,329	—	—	—	—
Спирт метиловый	0,814	0,688	0,594	0,518	0,456	0,402	0,356	—	—
Спирт этиловый	1,767	1,447	1,197	1,000	0,830	0,700	0,594	0,502	—
Толуол	0,771	0,668	0,585	0,519	0,464	0,418	0,379	0,345	0,268
Углекислота (жидкая)	0,099	0,085	0,071	0,053	—	—	—	—	—
Углерод четыреххлористый	1,348	1,135	0,972	0,845	0,744	0,660	0,591	0,533	0,400
Хлороформ	0,704	0,631	0,569	0,518	0,473	0,434	0,399	—	—
Этилацетат	0,581	0,510	0,454	0,406	0,366	0,332	0,304	0,278	—
Этилформиат	0,508	0,453	0,408	0,368	0,335	0,307	—	—	—
Эфир этиловый	0,294	0,267	0,242	0,219	0,199	0,183	0,168	0,154	0,119

Относительная вязкость некоторых водных растворов (таблица)

Концентрация растворов предполагается нормальным, который содержит в 1л один грамм-эквивалент растворенного вещества. Вязкости даны по отношению к вязкости воды при той же температуре.

Вещество	Температура, °С	Относительная вязкость	Вещество	Температура, °С	Относительная вязкость
Аммиак	25	1,02	Кальций хлористый	20	1,31
Аммоний хлористый	17,6	0,98	Кислота серная	25	1,09
Калий йодистый	17,6	0,91	Кислота соляная	15	1,07
Калий хлористый	17,6	0,98	Натр едкий	25	1,24

Таблица вязкость водных растворов глицерина

Удельный вес 25°/25°С	Весовой процент глицерина	Т1 спз
	200С	250С	300С
1,26201	100	1495,0	942,0	622,0
1,25945	99	1194,0	772,0	509,0
1,25685	98	971,0	627,0	423,0
1,25425	97	802,0	521,5	353,0
1,25165	96	659,0	434,0	295,8
1,24910	95	543,5	365,0	248,0
1,20925	80	61,8	45,72	34,81
1,12720	50	6,032	5,024	4,233
1,06115	25	2,089	1,805	1,586
1,02370	10	1,307	1,149	1,021

Вязкость жидкостей при высоких давлениях по Бриджмену

Таблица относительная вязкость воды при высоких давлениях

Давление кгс/см3	0°С	10,3°С	30°С	75°С
1	1,000	0,779	0,488	0,222
1000	0,921	0,743	0,514	0,239
2000	0,957	0,754	0,550	0,258
4000	1,11	0,842	0,658	0,302
6000	1,35	0,981	0,786	0,367
8000	—	1,15	0,923	0,445
10000	—	—	1,06	—

Жидкость	Температура, °С	Давление кгс/см2
	1000	4000	8000	12000
Ацетон	30	1,68	4,03	9,70	—
75	1,30	2,79	5,78	10,7
Н-Пентан	30	2,07	7,03	22,9	70,2
75	1,46	4,74	13,2	31,1
Сероуглерод	30	1,45	3,23	6,92	15,5
75	1,12	2,35	4,69	8,83
Спирт метиловый	30	1,47	2,96	5,62	9,95
75	0,857	1,61	2,80	4,52
Спирт этиловый	30	1,59	4,14	10,5	24,5
75	0,747	1,95	4,30	8,28
Эфир этиловый	30	2,11	6,20	18,2	46,8
75	1,41	3,99	9,69	20,5

Вязкость в практическом применении

На практике известны различные способы применения свойств жидкостной вязкости. В практическом смысле определить данную величину нужно: в работе нефтеперерабатывающей отрасли, деятельности с дисперсными, многофазными средами, ведь данные сферы подразумевают наличие определенных знаний о физических особенностях сред, особенно показателя их внутреннего трения.

Новые вискозиметры изготовляются из качественных материалов с использованием исключительно передовых технологий. В совокупности это дает возможность осуществлять деятельность с большой температурой и показателем давления без негативного влияния на оборудование. Жидкостная вязкость огромное значение имеет в промышленности, так как переработка, транспортировка, добыча зависимы напрямую от того значения внутреннего трения, что характерен для жидкостной смеси.

Вязкость жидкости также достаточно важна для медицинского оборудования. Поступление смеси газа с помощью эндотрахеальной трубки зависимо от внутреннего трения этого газа. В этом случае, будет наблюдаться изменение показателей вязкости конкретной среды на проникновение воздуха непосредственно через аппарат.

Когда вводятся лекарственные препараты и вакцины через шприц, наблюдается реальный пример действия вышеуказанного процесса. Несмотря на начальное пренебрежение исследователями этого физического явления, в такой момент просматривается перепад давления на кончике иголки, когда впрыскивается жидкость. Высокое давление возникает на наконечнике и является результатом процесса внутреннего трения.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что вязкость среды — это определенная физическая величина, что характеризуется широким применением на практике. В промышленности, медицине, лаборатории достаточно часто наблюдается внутреннее трение. Осуществление работы самого простого лабораторного оборудования зависит напрямую от уровня вязкости среды, что используется в экспериментах.

Определение — динамическая вязкость

ZIC XQ Fully Synthetic Определение динамической вязкости производится на основе закона Стокса или закона Пуазейля.  

Определение динамической вязкости этими приборами основано на зависимости величины динамической вязкости от перепада давления на капиллярной трубке при постоянном расходе жидкости. При прокачивании через капилляр жидкости с постоянным расходом измерение ее динамической вязкости сводится к измерению перепада давления на капилляре. Для поддержания неизменной величины расхода жидкости применен дозирующий насос шестеренчатого типа.  

Определение динамической вязкости по этим формулам требует значительного времени, так как опытное определение некоторых входящих в них величин, например радиуса капилляра г и других, представляет известные экспериментальные трудности. Однако практически задача может быть значительно упрощена, если воспользоваться заранее определенной вязкостной характеристикой некоторой стандартной жидкости.  

Определение динамической вязкости заключается в установлении времени истечения под постоянным давлением определенного объема ( равного объему шарика вискозиметра) испытуемого нефтепродукта через капиллярную трубку вискозиметра, для которого заранее установлена его постоянная.  

Определение динамической вязкости по этим формулам требует значительного времени, так как опытное определение некоторых входящих Б них величин, например радиуса капилляра г и других, представляет известные экспериментальные трудности. Однако практически задача может быть значительно упрощена, если воспользоваться заранее определенной вязкостной характеристикой некоторой стандартной жидкости.  

Определение динамической вязкости исследуемого масла проводят так же, как это было описано выше при определении постоянной вискозиметра, но при одном наполнении и при одном давлении ( обычно при 150 мм рт. ст.), а время тоже берут среднее из шести замеров. Время наполнения и истечения масла из шарика а должно укладываться в пределах 100 — 360 сек.  

Для определения динамической вязкости в капиллярном вискозиметре оба колена вискозиметра через четырехходовой кран соединяют с манометром, который, в свою очередь, соединен через воздушный буфер с источником давления.  

Для определения динамической вязкости требуются точные данные о плотности, которые часто отсутствуют, особенно для жидких сплавов. Чтобы получить динамическую вязкость, часто приходится вычислять плотность; для сплавов обычно пользуются законом Ве-гарда

Полученными результатами следует пользоваться с осторожностью, так как указанный закон часто не выполняется, особенно в сплавах с высокими отрицательными энтальпиями смешения.  . Для определения динамической вязкости нефтепродуктов согласно ГОСТ применяется капиллярный вискозиметр Уббелоде-Гольде, а для определения кинематической вязкости нефтепродуктов — капиллярные вискозиметры Пинкевича и Воларовича

 

Для определения динамической вязкости нефтепродуктов согласно ГОСТ применяется капиллярный вискозиметр Уббелоде-Гольде, а для определения кинематической вязкости нефтепродуктов — капиллярные вискозиметры Пинкевича и Воларовича.  

Динамическая вязкость.

Для определения динамической вязкости водно-спиртовых ра-ггворов нами по этим данным составлены графики, позволяющие эпределить значения ее для концентраций, выраженных как в объем-шх, так и в массовых процентах.  

Метод определения динамической вязкости применяется в научно-исследовательских работах.  

Методы определения динамической вязкости применяются в научно-исследовательских работах.  

При определении динамической вязкости величину первоначально подвешиваемого — груза подбирают с таким расчетом, чтобы продолжительность трех оборотов цилиндра составила не менее 30 сек. Измерения проводят до тех пор, пока по четырем последовательным отсчетам времени не получат данные, расходящиеся не более чем на 10 % от среднего арифметического сравниваемых измерений. Затем увеличивают груз и снова отсчитывают продолжительность трех оборотов цилиндра.  

При определении динамической вязкости величина первоначально подвешиваемого груза подбирается с таким расчетом, чтобы время трех оборотов цилиндра составило не менее 30 сек. При этом измерения производят до тех пор, пока четыре последовательных отсчета времени не дадут данные, расходящиеся не более чем на 10 % от среднего арифметического сравниваемых измерений. Затем увеличивают груз и снова производят отсчеты времени трех оборотов цилиндра.  

Последствия заливки масла повышенной вязкости

Бывают случаи, когда автовладельцы, не знают, как определить требуемую вязкость моторного масла для своего автомобиля, и заливают то, которое советуют продавцы. Что случится, если тягучесть окажется выше требуемой?

Если в хорошо прогретом двигателе «плещется» масло с завышенной тягучестью, то для мотора опасности не возникает (при нормальных оборотах). В этом случае, просто повысится температура внутри агрегата, что приведет к снижению вязкости смазки. Т.е. ситуация придет в норму. Но! Регулярное повторение данной схемы заметно снизит моторесурс.

Если резко «дать газу», вызвав увеличение оборотов, степень вязкости жидкости не будет соответствовать температуре. Это приведет к превышению максимально допустимой температуры в моторном отсеке. Перегрев вызовет повышение силы трения и снижение износостойкости деталей. Кстати, само масло также потеряет свои свойства за достаточно короткий промежуток времени.

О том, что вязкость масла не подошла транспортному средству, моментально узнать вы не сможете.

Вязкость воска

Воск как продукт восковых желез пчел представляет собой смесь сложных эфиров жирных кислот и высших спиртов. По своим физическим свойствам это твердая, мелкозернистая в изломе субстанция (при комнатной температуре) с окраской, которая варьируется от коричневой до практически бесцветной. Воск нерастворим в воде, плохо растворяется в спиртах, но при нагревании полностью растворяется в некоторых жидкостях (бензине, скипидаре, эфире, ацетоне, животных жирах, жирных маслах).

Кроме животного воска, существуют природные растительные и минеральные воски, по своим свойствам близкие к пчелиному. Пример первых — воск пальмовых листьев (карнаубский воск), пример вторых — парафин, нефтяные отложения. Также данный продукт синтезируют искусственным путем.

Наибольшей вязкостью воск обладает при температуре, близкой к температуре его застывания. Причем при 100 °С вязкость воска снижается вдвое, но все равно она значительно больше, чем у воды.